本实用新型涉及开关柜技术领域，尤其涉及一种绿色节能型开关柜。
背景技术：
传统开关柜配，每一台电机的控制需要配备很多种部件。主要部件包括：空气开关（NFB）、接触器（MCC）、过载继电器（THR）、降压启动开关（Y-△开关）、节电器、电机保护器、电流传感器、PLC等。依据功率大小，主回路铜排需要数千克到数十千克，控制线需要100-200米，铁皮重量至少30-100千克；显示表包括：电压表、电流表、功率表、功率因素表；操作开关包括：需要启动停止开关、紧急开关、电压转换开关、电流转换开关、启停开关、自动手动开关，以上林林总总刚好装满一个2.3米高度的配电柜。
很明显现有技术的配电柜功率损耗大、结构复杂、布线繁多、体积大且成本高。
技术实现要素：
针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种功耗小、体积小、结构简单的绿色节能型开关柜。
为实现上述目的，本实用新型提供一种绿色节能型开关柜，包括空气开关、接触器、触摸屏、交流电源、多个电机、多个负载模块和多台交流驱动器，所述空气开关的一端与交流电源连接，所述空气开关的另一端与接触器的一端连接，所述接触器的另一端通过每台交流驱动器与对应的电机连接，且每个电机与对应的负载模块驱动连接；每个负载模块通过触摸屏与多台交流驱动器的输入端电连接，每个负载模块的物理量信号输入对应的交流驱动器内，且每台交流驱动器根据物理量信号进行闭合或开启，进而控制对应的电机启停。
其中，每个负载模块上均设有负载单元和用于采集负载单元内部物理量的物理量传感器，每台交流驱动器上均设有微处理器、触发电路和控制电机启停的无弧开关，所述无弧开关的一端通过接触器和空气开关与交流电源连接，且所述无弧开关的另一端与电机连接；所述物理量传感器与微处理器的输入端连接，所述微处理器的输出端与触发电路连接；所述微处理器内设有存储单元，且所述存储单元存储负载单元的需求功；所述物理量传感器采集到负载单元的物理量信号后发送到微处理器处理，所述微处理器对比物理量信号和需求功后通过触发电路给无弧开关触发信号，控制无弧开关的闭合或打开，进而控制电机的启停。
其中，每个无弧开关均包括正向导通晶闸管、反向导通晶闸管和旁路继电器，所述正向导通晶闸管和反向导通晶闸管反向并联后与旁路继电器并联，所述正向导通晶闸管的阳极以及反向导通晶闸管的阴极所连接形成的公共端通过接触器和空气开关与交流电源连接，且所述正向导通晶闸管的阴极以及反向导通晶闸管的阳极所连接形成的公共端与电机连接；所述微处理器收到物理量传感器的信号后进行处理，所述微处理器通过其输出端给正向导通晶闸管的控制极和反向导通晶闸管的控制极触发信号，且所述微处理器通过其输出端控制旁路继电器吸合或打开。
其中，每台交流驱动器还均包括参数设定器，且所述参数设定器与对应微处理器的输入端电连接。
其中，每台交流驱动器还均包括远程监控器，且所述远程监控器与对应微处理器交互连接。
其中，每台交流驱动器还均包括电压检测电路和电流检测电路，所述电压检测电路通过其输入端采集交流电源的电压，且所述电压检测电路的输出端与对应微处理器的输入端连接；所述电流检测电路通过其输入端采集对应电机的电流，且所述电流检测电路的输出端与对应微处理器的输入端连接。
其中，所述交流驱动器还包括温度检测电路，所述温度检测电路通过其输入端采集对应电机的温度，且所述温度检测电路的输出端与微处理器的输入端连接。
其中，所述负载单元为智能仪表。
其中，所述交流驱动器的数量最多为127台。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的绿色节能型开关柜，空气开关和接触器用于启停交流电源，触摸屏与多台交流驱动器的输入端连接，不但实现了人机交互，而且多台交流驱动器共用一个触摸屏，节省大量触摸屏资源；通过空气开关、接触器和交流驱动器的配合，实现交流电源的送电，交流驱动器对电机的启停控制及对负载模块的启停控制；每台交流驱动器体积小，配线简单，损耗小，成本低且维修方便，能实现节能省电。本实用新型的绿色节能型开关柜具有损耗小、体积小、投入成本低、配线简单、维修方便且耗费材料少的特点。
附图说明
图1为本实用新型的绿色节能型开关柜中一台交流驱动器的方框示意图。
主要元件符号说明如下：
1、空气开关 2、接触器
3、触摸屏 4、交流电源
5、电机 6、负载模块
7、交流驱动器
61、负载单元 62、物理量传感器
71、微处理器 72、触发电路
73、无弧开关 74、参数设定器
75、电压检测电路 76、电流检测电路
77、温度检测电路。
具体实施方式
为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。
请参阅图1，本实用新型的绿色节能型开关柜，包括空气开关1、接触器2、触摸屏3、交流电源4、多个电机5、多个负载模块6和多台交流驱动器7，空气开关1的一端与交流电源4连接，空气开关1的另一端与接触器2的一端连接，接触器2的另一端通过每台交流驱动器7与对应的电机5连接，且每个电机5与对应的负载模块6驱动连接；每个负载模块6通过触摸屏3与多台交流驱动器7的输入端电连接，每个负载模块6的物理量信号输入对应的交流驱动器7内，且每台交流驱动器7根据物理量信号进行闭合或开启，进而控制对应的电机5启停。空气开关1为NFB空气开关，接触器2为MCC接触器。
与现有技术相比，本实用新型提供的绿色节能型开关柜，空气开关1和接触器2用于启停交流电源4，触摸屏3与多台交流驱动器7的输入端连接，不但实现了人机交互，而且多台交流驱动器7共用一个触摸屏3，节省大量触摸屏3资源；通过空气开关1、接触器2和交流驱动器7的配合，实现交流电源4的送电，交流驱动器7对电机5的启停控制及对负载模块6的启停控制；每台交流驱动器7体积小，配线简单，损耗小，成本低且维修方便，能实现节能省电。本实用新型的绿色节能型开关柜具有损耗小、体积小、投入成本低、配线简单、维修方便且耗费材料少的特点。
本实施例中，每个负载模块6上均设有负载单元61和用于采集负载单元61内部物理量的物理量传感器62，每台交流驱动器7上均设有微处理器71、触发电路72和控制电机5启停的无弧开关73，无弧开关73的一端通过接触器2和空气开关1与交流电源4连接，且无弧开关73的另一端与电机5连接；物理量传感器62与微处理器71的输入端连接，微处理器71的输出端与触发电路72连接；微处理器71内设有存储单元，且存储单元存储负载单元61的需求功；物理量传感器62采集到负载单元61的物理量信号后发送到微处理器71处理，微处理器71对比物理量信号和需求功后通过触发电路72给无弧开关73触发信号，控制无弧开关73的闭合或打开，进而控制电机5的启停。
每台交流驱动器7的工作原理为：第一次启动电机5，物理量传感器62检测到的物理量信号小于需求功，微处理器71控制无弧开关73闭合，空气开关1和接触器2均闭合，交流电源4给电机5供电，使电机5给负载单元61以最大出力做功驱动，物理量传感器62不断的检测负载单元61的物理量信号发送给微处理器71处理，且检测到的物理量信号不断增大，即负载单元61需求功不断减小；当物理量传感器62检测到的物理量信号大于或等于需求功时，说明负载单元61的需求功为0，微处理器71控制无弧开关73打开，电机5停止做功驱动，而负载单元61持续做功，消耗掉原有的功；当物理量传感器62检测到的物理量信号过小，无法驱动负载单元61做功时，微处理器71重新闭合无弧开关73，重新启动电机5，给负载单元61以最大出力做功。如此循环，频繁启动，而电机5停止时可以节约大量的电，实现节能省电的效果。
本实施例中，每个无弧开关73均包括正向导通晶闸管VT1、反向导通晶闸管VT2和旁路继电器KM，正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2反向并联后与旁路继电器KM并联，正向导通晶闸管VT1的阳极以及反向导通晶闸管VT2的阴极所连接形成的公共端通过接触器2和空气开关1与交流电源4连接，且正向导通晶闸管VT1的阴极以及反向导通晶闸管VT2的阳极所连接形成的公共端与电机5连接；微处理器71收到物理量传感器62的信号后进行处理，微处理器71通过其输出端给正向导通晶闸管VT1的控制极和反向导通晶闸管VT2的控制极触发信号，且微处理器71通过其输出端控制旁路继电器KM吸合或打开。
每个无弧开关73的工作原理为：1）启动动作：旁路继电器KM断开，正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2均处于阻断状态，当微处理器71接收到的物理量信号小于需求功时，微处理器71给正向导通晶闸管VT1的控制极和反向导通晶闸管VT2的控制极触发信号，此时正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2均处于导通状态，交流电源4的交流电正半波通过正向导通晶闸管VT1流向电机5，且交流电源4的交流电负半波通过反向导通晶闸管VT2流向电机5，电机5启动，进而驱动负载单元61，由于正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2导通时均没有冲击电流，因此没有火花产生；2）续流动作：正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2导通后电机5启动，微处理器71控制旁路继电器KM吸合且停止对正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2触发，此时交流电源4的交流电优先由旁路继电器KM流入电机5，此时正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2相当于短路，使得正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2二者过零点自动关断，避免了正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2导通后出现的压降耗损现象，实现导通后的续流状态；3）关断动作：当物理量传感器62检测到的物理量信号大于或等于需求功时，微处理器71给正向导通晶闸管VT1的控制极和反向导通晶闸管VT2的控制极触发信号，使得正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2均处于导通状态，且正向导通晶闸管VT1、反向导通晶闸管VT2、旁路继电器KM三者并联运行后，微处理器71控制旁路继电器KM打开，此时，交流电源4通过正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2给电机5供电，微处理器71停止给正向导通晶闸管VT1的控制极和反向导通晶闸管VT2的控制极触发信号，正向导通晶闸管VT1在正半波通过，且反向导通晶闸管VT2在负半波通过后二者自动关断，不会经过旁路继电器KM，因此不会产生火花，保证电机5停机时安全。
本实施例中，每台交流驱动器7还均包括参数设定器74，且参数设定器74与对应微处理器71的输入端电连接。参数设定器74用于设定每台交流驱动器7中的参数。
本实施例中，每台交流驱动器7还均包括电压检测电路75和电流检测电路76，电压检测电路75通过其输入端采集交流电源4的电压，且电压检测电路75的输出端与对应微处理器的输入端连接；电流检测电路76通过其输入端采集对应电机5的电流，且电流检测电路76的输出端与对应微处理器71的输入端连接。电压检测电路75和电流检测电路76分别负责采集检测交流电源4的电压和电流，且采集到的电压和电流传输到微处理器71进行分析处理；电流检测电路76主要用于检测是否为具有冲击性电流的电机5类，如是则可以采用降压启动原理逐步增加触发角度降低启动冲击，如果没有超过额定电流可以立即全波触发，采用半导体当作开关，在开通时可以达到无弧状态；或者是发现故障电流，微处理器71可通过给正向导通晶闸管VT1的控制极和反向导通晶闸管VT2的控制极触发信号，实现正向导通晶闸管VT1和反向导通晶闸管VT2的导通，且控制旁路继电器KM的打开，从而实现无弧关断动作；本案中的电压检测电路75和电流检测电路76均为现有技术中的电路，只要能实现电压检测的电路和能实现电流检测的电路均可。
本实施例中，交流驱动器7还包括温度检测电路77，温度检测电路77通过其输入端采集对应电机5的温度，且温度检测电路77的输出端与微处理器71的输入端连接。本案中的温度检测检测电路77用于检测电机的温度，现有技术中能检测电机的温度都可以使用在本案中。
本实施例中，负载单元61为智能仪表。智能仪表与触摸屏3之间通过RS485接口连接，采用RS485接口，使得开关柜里面不再有蜘蛛网式的控制线，也没有主回路到处布线，体积不到现有技术的一成。当然，本案中的负载单元61并不局限于智能仪表，也可以是其他自动控制机构。
本实施例中，交流驱动器7的数量最多为127台。每个触摸屏3最多可对应127台交流驱动器7，不必每个触摸屏3对应一台交流驱动器7，由此可节省大量的触摸屏3资源。
本实用新型的电机5采用内三角形的接法时交流驱动器7及其旁路接触器2都可以降低1.732倍电流容量选型，大大降低采购成本。
本实用新型的开关柜经检验：一个开关柜平均使用耗材分析如下：
铜材：约20千克；铁皮：约50千克；塑料：约8千克；控制电线：5千克；体积约：3立方米。
一台电机5开关柜平均功率损耗：部件损耗（约800W），主回路接点损耗（10W*20点=200W）+控制线材损耗（30W）+仪表损耗（30W）合计约为：1060W。本实用新型的开关柜能够节约80%左右的开电气材料及功率损耗，没有环境污染问题，同时利用讯息化技术得到现代化人机界面技术。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。