专利名称：电动机自动节能控制屏的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机自动节能控制屏。
异步电动机常采用自耦、电抗、星／角起动和全压运行控制屏。电机在轻、空载时，由于无功功率的下降较有功功率下降缓慢，和工作电流较大，造成了有、无功损耗大，功率因数低和起动设备利用率低等实际性问题。
本实用新型的目的，就是利用电机本身的定子绕组，采用4种分段改变运行的接线方式，由执行机构根据实际载荷的变化来改变电机的接线方案，建立最佳的每匝／伏的工作电压降，从而降低磁化的无功损耗和绕组电流的钢损，减少有、无功的输入，提高功率因数，达到节约电能和取消起动设备的目的。
本实用新型的技术方案是对主回路的工作电流采用自动检测、处理以及控制选择，并在主回路由七只交流接触器组成的执行机构，来控制电机三相定子绕组的4种分段接线方式，使电机定子绕组的每匝／伏的电压降为额定值的79－100％，57－79％，35－57％，≤35％倍率的四种运行状态。
本实用新型的自动节能控制屏，由自动检测(1)、信号处理(2)、控制回路(3)、执行机构(4)、电机绕组(5)和工作电源(6)及金属壳体(7)(视电机额定功率定外型尺寸)等组成。
以下将结合附图对本实用新型作详细描述
图1是本实用新型自动检测(1)的原理电路图。
图2是本实用新型信号处理(2)的原理电路图。
图3是本实用新型控制回路(3)的原理电路图。
图4是本实用新型执行机构(4)的接触器与电机绕组(5)的接线方案图。
图5是本实用新型电机绕组(5)的磁场方向及引出接线头的示意图。
图6是本实用新型的方框示意图。
图7是本实用新型的外型及元件布置图。
参照图1，自动检测(1)部分，由电流互感器、电流变换器(带有气隙铁芯)、桥式整流器和四组电压比较器组成。其工作过程是由电流互感器将电机在各种载荷情况下的主回路工作电流，按比例地变成0－5A电流，再经过电流变换器变换成0－18伏电压，由桥式整流后，在四组电压比较器上和四组外给定值的整定值进行比较，实现模／数转换，得到四种不同的输出信号电平，并通过a、b、c、d电接点与信号处理(2)(见图2)中的a′、b′、c′、d′相连接。
参照图2，信号处理(2)部分由晶体管和数字集成电路、高灵敏继电器组成的四组两级整形和两级延时(主要起抗干扰)与推动输出级驱动灵敏继电器，并以双与非门组成的引导门来联接前组第二延时输出端，同时在该端利用晶体二级管的单向导电性能接入前组推动级的输入端。其工作过程是(以c′组为例)，因双与非门的一输入端接于b′组的第二延时点，故必须在b′组J2工作的前提下，c′组才进入工作状态，又因c′组第二延时输出端经二极管接入b′组的推动级输入端而迫使J2退出工作。
参照图3控制回路(3)，图4执行机构(4)、图5电机绕组(5)，是由四只继电器(J1至J4)与Jz7－2组成的(3A)即3A－1至3A－4和用四组控制按扭(QA1至QA4、TA1至TA4)与Jz7－1组成的(3B)即3B－1至3B－4组成或逻辑控制回路(3)。并用七只交流接触器(CJ1至CJT)以18根电接线分别接于电极的三相定子绕组上的执行机构(4)与以及根据电机内部接线方式和实际载荷要求改接具有四种运行方式分成12个组，并在组1、3、5、7、9、11中抽头而形成18个接线柱头经接触器接到A、B、C三相电源上的电机绕组(5)。其工作过程按下QA0按扭、CJ2、CJ5吸合，作100％、79％、57％三种运行的内部联接，并切断≤35％运行方式后，再按QA4，CJ3吸合，电机按79－100％运行。当按QA3时，CJ1、CJ4吸合，电机按57－79％运行。当按下QA2时，CJ7吸合，电机按35－57％运行。当按QA1时，QA0必须复位，CJ6吸合，电机按≤35％运行。同时并在控制屏中装有输入(图3中SRJK)接口和输出(图3中SCJK)接口，供连接生产线上联锁之用。
工作电源(6)部分由变压器将线电压降至14伏、18伏和6伏三种工作电压组成。金属壳体(7)部分有角纲、纲板、焊接而成。在板面上装有电压表、电流表、功率因数表和指示灯、按扭等。为操作或工作时给操作者看电机是否运行在最佳状态指示用。
本实用新型控制屏，在电机起动之时，视载荷情况选用35－79％手动起动方案，一般空载选35－57％，轻载选57－79％，切勿采用直接100％起动，待起动正常后选自动运行。
本实用新型控制屏，应按电机额定功率选配。倍率范围整定原则是根据定子绕组形式和实际使用的载荷变化定整定范围，通过调节电压比较器的输入给定值来整定载荷工作控制区范围，延时时间整定，视实际载荷的抖动干扰时间来整定延时范围，上述两种整定要注意观察各表变化使电机工作在最佳状态，在实际运行中，如出现“大马拉小车”或“小车拉大车”，应检查原因或重新整定工作范围。
本实用新型控制屏和普通的星／角起动控制箱相比，其最特出的特点是实用载荷控制范围宽。实用于在各种载荷变化的场合使用。从而克服了星／角起动运行控制箱运行于星形时、载荷必须在35％以下的条件的局限性。
本实用新型控制屏，可达到各种降压起动设备的技术性能和要求。从而取代了各种常规的降压起动设备。克服了降压起动设备的利用率低，节省了大量铜、硅钢片和其它金属材料，以及不容许频繁起动的缺陷。同时降低了损耗、提高了自然功率因数，节约输入电能。可使电机具有温升低、振动率低，噪音小等特点。
权利要求1.电动机自动节能控制屏由自动检测(1)、信号处理(2)、控制回路(3)、执行机构(4)、电机绕组(5)组成，其特征在于a、自动检测(1)是由电流互感器、电流变换器、整流器和四组电压比较器组成，并通过a、b、c、d电接点与信号处理(2)中的a′、b′、c′、d′相连接；b、信号处理(2)是由晶体管和数字逻辑电路，高灵敏继电器所组成的两级整形和两级延时电路，并在输出级采用晶体管开关电路来驱动继电器工作；c、控制回路(3)是由四只继电器(J1至J4)与JZ7-2组成的(3A)即3A-1至3A-4和用四组控制按纽(QA1至QA4、TA1至TA4)与J27-1组成的(3B)即3B-1至3B-4而成；d、执行机构(4)是由七只接触器(CJ1至CJ7)并以18根电接线分别接于电机三相定子绕组上；e、电机绕组(5)是将电机的定子绕组分成十二个组，并以18个接线柱头经接触器接到A、B、C三相电源上。
2.根据权利要求1所述的控制屏，其特征在于自动检测(1)中的电流变换器是带有气隙的的铁芯，四组电压比较器的外给定值是用来调整整定电机四种工作状态给定值。
3.根据权利要求1所述的控制屏，其特征在于信号处理(2)中的整形电路采用数字集成元件，并以双与非门来联接前后两组，在第二级延时电路中利用晶体二级管单向导性能接入前组推动级输入端。
4.根据权利要求1所述的控制屏，其特征在于控制回路(3)用两只中间继电器(JZ7－1和JZ7－2)作手动向自动切换，并由时间继电器SJ7来切换中间继电器。
5.根据权利要求1所述的控制屏，其特征在于执行机构(4)，采用七只交流接触器将电机三组的子绕组，按四种匝／伏电压降的运行方式联接而成。
6.根据权利要求1所述的控制屏，其特征在于电机绕组(5)是将电机定子绕组分成十二个组，并在组1、3、5、7、9、11中抽头而形成18个接线柱头引出电机外壳。
专利摘要电动机自动节能控制屏由自动检测、信号处理、自控和手控组成的控制回路、执行机构、电动机绕组、工作电源和金属壳体组成。其特点电机实际载荷在额定的100％、79％和57％、35％时，自动地(备有手动)改变电机定子绕组的运行接线方式、达到降低损耗、提高功率因数，节约电能的目的，较适用于各种异步电动机在载荷变化较大(周期或长期轻、空载)运行的场合，并取代原配套的降压起动设备。
文档编号H02P1/26GK2079387SQ88207820
公开日1991年6月19日 申请日期1988年7月5日 优先权日1988年7月5日
发明者刘锡海 申请人:刘锡海