电机节电智能管理控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及管理系统，尤其涉及一种电机节电智能管理控制系统。
【背景技术】
[0002]在工业领域中由交流电动机拖动与控制都离不开调速，如水泵中的恒压恒流、空压机的恒压保压、电梯生产线的速度控制等都离不开调速控制。目前市场应用多为变频器做简单的控制。变频器技术是目前市场上很成熟的产品，其原理就是AC -DC- AC过程，这一出现给控制领域带来新的革命。针对变频的应用如不了解其原理应用或不合理的应用则会对电网造成污染和缩短电机的使用寿命，比如变频器的前后没有加输入、输出电抗器作隔离和高次谐处理，变频器的高次谐波就会流入电网形成二次污染，对高次谐波污染后将会产生更多的瞬流而影响整个电网的质量。扭矩力大、转矩力大的大功率电机采用PID控制、矢量控制、闭环控制，电机长期低频率运行都会缩短30-60%的电机使用寿命，这样做是“得不偿失”的。
[0003]常用的大功率变频器控制电动机恒压都是采用PID控制或矢量控制，使电机长期工作在低频率下运行，变频器输出的电压是由逆变器整形后“近似正弦波”而非正弦波提供给负载(电动机)，在50HZ时的谐波是最低的，当低于50HZ或是高于50HZ频率时谐波就会产生畸变。电动机流入高次谐波后会导致电机发热，加快电机绕组的老化，这样对电机不利。很多人在应用变频器时不知如何匹配输入输出电抗器的参数，大了导致成本过高，小了起不到效果，所以目前的技术与应用都存在缺陷，不能满足普遍应用和多领域智能控制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的问是提供一种能对电机的用电进行全程控制并具有很好的节电性能的电机节电智能管理控制系统。
[0005]本发明的技术方案是:本发明包括依次连接的输入电抗器部分、整流滤波储能部分、二次DC滤波储能部分、逆变部分、输出电抗器部分和电机，该系统还包括主芯片控制部分，所述输入电抗器部分、所述整流滤波储能部分、所述二次DC滤波储能部分、所述逆变部分和所述输出电抗器部分均与所述主芯片控制部分连接；
所述输入电抗器部分用于抑制浪涌电压和浪涌电流，保护电机变频器，滤除谐波电压和谐波电流，改善电网质量；
所述输出电抗器部分用于延长变频器的有效传输距离，有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压，降低电机的噪音，降低涡流损耗，保护变频器内部的功率开关器件；
所述整流滤波储能部分和所述二次DC滤波储能部分用于对电机的输入进行整流、滤波和储能处理。
[0006]进一步地，所述输入电抗器部分和所述输出电抗器部分均由3个AC电抗器和一个DC电抗器组成。
[0007]进一步地，所述主芯片控制部分包括主控制板、整流电路、二次整流滤波电路、人机界面LCD、IGBT/控制电路、无线通信模块、以太网通讯模块和IGBT/逆变电路，所述整流电路、二次整流滤波电路、人机界面LCD、IGBT/控制电路、无线通信模块、以太网通讯模块和IGBT/逆变电路均与所述主控制板电连接。
[0008]更进一步地，在所述主控制板上设置有RS485、RS232接口。
[0009]本发明的有益效果是:由于本发明包括依次连接的输入电抗器部分、整流滤波储能部分、二次DC滤波储能部分、逆变部分、输出电抗器部分和电机，该系统还包括主芯片控制部分，所述输入电抗器部分、所述整流滤波储能部分、所述二次DC滤波储能部分、所述逆变部分和所述输出电抗器部分均与所述主芯片控制部分连接；所述输入电抗器部分用于抑制浪涌电压和浪涌电流，保护电机变频器，滤除谐波电压和谐波电流，改善电网质量；所述输出电抗器部分用于延长变频器的有效传输距离，有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压，降低电机的噪音，降低涡流损耗，保护变频器内部的功率开关器件；所述整流滤波储能部分和所述二次DC滤波储能部分用于对电机的输入进行整流、滤波和储能处理；所以，本发明通过所述输入电抗器部分、整流滤波储能部分、二次DC滤波储能部分、逆变部分、输出电抗器部分和主芯片控制部分对电机的输入电流和电压进行整流、滤波、储能等一系列的处理，使输入到电机的电流和电压平稳，从而使电机的耗能大幅降低。
【附图说明】
[0010]图1是本发明系统组成框图；
图2是本发明系统的电路原理图；
图3是主芯片的原理图；
图4是主芯片的流程图；
图5是无线通讯部分的原理图；
图6是所述人机界面LCD部分的原理图。
【具体实施方式】
[0011]如图1至6所示，本发明包括依次连接的输入电抗器部分、整流滤波储能部分、二次DC滤波储能部分、逆变部分、输出电抗器部分和电机，该系统还包括主芯片控制部分，所述输入电抗器部分、所述整流滤波储能部分、所述二次DC滤波储能部分、所述逆变部分和所述输出电抗器部分均与所述主芯片控制部分连接；所述输入电抗器部分用于抑制浪涌电压和浪涌电流，保护电机变频器，滤除谐波电压和谐波电流，改善电网质量；所述输出电抗器部分用于延长变频器的有效传输距离，有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压，降低电机的噪音，降低涡流损耗，保护变频器内部的功率开关器件；所述整流滤波储能部分和所述二次DC滤波储能部分用于对电机的输入进行整流、滤波和储能处理。所述输入电抗器部分和所述输出电抗器部分均由3个AC电抗器和一个DC电抗器组成。所述主芯片控制部分包括主控制板、整流电路、二次整流滤波电路、人机界面LCD、IGBT/控制电路、无线通信模块、以太网通讯模块和IGBT/逆变电路，所述整流电路、二次整流滤波电路、人机界面LCD、IGBT/控制电路、无线通信模块、以太网通讯模块和IGBT/逆变电路均与所述主控制板电连接。在所述主控制板上设置有RS485、RS232接口。
[0012]本发明由FPG-EP2C35_FBGA484作为主芯片，分配200个1 口作业外设控制，6对串口作为通讯接口，主芯片主频工作500MHZ，总线工作250MHZ，外范围芯片工作频率50MHZ，LCD人机界面、RS485、232、无线ZigBee电路由主芯片完成，以太网由ARM/AT91M40芯片完成，逆变器电路驱动由DSP/TMS320VC33芯片完成。
[0013]所述输入电抗器部分用以抑制浪涌电压和浪涌电流，保护变频器，延长其使用寿命和防止谐波干扰，同时由于变频器采用变频的方式调速的，所以在调速的时候经常会产生高次谐波和产生波形畸变，会影响设备正常使用，为此，须在输入端加装一个进线电抗器，可以改善变频器的功率因数及抑制谐波电流，滤除谐波电压和谐波电流，改善电网质量。所述输出电抗器部分用于延长变频器的有效传输距离，有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压，降低电机的噪音，降低涡流损耗，保护变频器内部的功率开关器件。所述输入电抗器部分主要针对大于50HZ以上的高频信号进行抑制，由3个AC电抗器和一个DC电抗器组成，输出电抗器主要针对IGBT开关频率所产生的谐波进行隔离和抑制，这样做是对变频器的电子元件所产生的谐波起到隔离，一是对电机的保护，二是对电网的污染源隔离，起到了双重隔离保护。
[0014]其中，如图2所示，D4、D5、D6、D11、D12、D13组成三相整流电路，C2、C4、R2，R5为电源储能滤波电路，LI电抗器为DC隔离滤器，R1、D1、Q1、C1、C3、R2、R4组成二次DC储能滤波电路，Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7组成DC/AC逆变电路。由于电动机设计时，电动机的磁通常处于接近饱和值，如果进一步增大磁通，将使电动机铁心出现饱和，从而导致电动机中流过很大的励磁电流，增加电动机的铜损耗和铁损耗，严重时会因绕组过热而损坏电动机。因此，在改变电动机频率时，应对电动机的电压进行协调控制，以维持电动机磁通的恒定。
[0015]如图5所示，无线收发数据通过Pl.0、Pl.1与FPG_EP2C35_FBGA484主芯片的RXD5、TXD5连接数据通讯由CC2530/256M芯片完成无线信号转换，经CC2530/256M芯片的RF-P (25脚)、RF-N (26脚)输出无线载波，由功率放大后经50 Ω /RF射频天线发射信号。如图6所示，IXD是采用16位真彩触摸屏，通过主芯片PR) - PF15作为数据，PE0-PE2为CS (芯选线)、WR (向TFTLCD写入数据)、RD (向TFTLCD读取数据)。LCD的电源由+12V分出3.3V和5V向IXD驱动背光供电。
[0016]本发明制作成本低，控制精度高，能有效促使电机的输出平稳，具有很好的节电性會K。
[0017]本发明可以进行多类负载带动，不同的工况而进行专业控制，如对注塑机可设定启动时间、加速时间/频率、下限压力/频率、上限压力/频率，空压机可设定保压范围，压力精度范围，对风机水泵可以设置为风量/流量控制范围、I拖2、I拖3、I拖4、I拖5、最多可设定I拖20填补了国内的。
[0018]本发明可应用于电机控制领域。
【主权项】
1.一种电机节电智能管理控制系统，其特征在于:其包括依次连接的输入电抗器部分、整流滤波储能部分、二次DC滤波储能部分、逆变部分、输出电抗器部分和电机，该系统还包括主芯片控制部分，所述输入电抗器部分、所述整流滤波储能部分、所述二次DC滤波储能部分、所述逆变部分和所述输出电抗器部分均与所述主芯片控制部分连接； 所述输入电抗器部分用于抑制浪涌电压和浪涌电流，保护电机变频器，滤除谐波电压和谐波电流，改善电网质量； 所述输出电抗器部分用于延长变频器的有效传输距离，有效抑制变频器的IGBT模块开关时产生的瞬间高压，降低电机的噪音，降低涡流损耗，保护变频器内部的功率开关器件； 所述整流滤波储能部分和所述二次DC滤波储能部分用于对电机的输入进行整流、滤波和储能处理。
2.根据权利要求1所述的电机节电智能管理控制系统，其特征在于:所述输入电抗器部分和所述输出电抗器部分均由3个AC电抗器和一个DC电抗器组成。
3.根据权利要求1所述的电机节电智能管理控制系统，其特征在于:所述主芯片控制部分包括主控制板、整流电路、二次整流滤波电路、人机界面LCD、IGBT/控制电路、无线通信模块、以太网通讯模块和IGBT/逆变电路，所述整流电路、二次整流滤波电路、人机界面LCD、IGBT/控制电路、无线通信模块、以太网通讯模块和IGBT/逆变电路均与所述主控制板电连接。
4.根据权利要求3所述的电机节电智能管理控制系统，其特征在于:在所述主控制板上设置有RS485、RS232接口。
【专利摘要】本发明公开并提供一种能对电机的用电进行全程控制并具有很好的节电性能的电机节电智能管理控制系统。本发明包括依次连接的输入电抗器部分、整流滤波储能部分、二次DC滤波储能部分、逆变部分、输出电抗器部分和电机，该系统还包括主芯片控制部分，所述输入电抗器部分、所述整流滤波储能部分、所述二次DC滤波储能部分、所述逆变部分和所述输出电抗器部分均与所述主芯片控制部分连接。本发明可应用于电机控制领域。
【IPC分类】H02P27-06
【公开号】CN104836510
【申请号】CN201410426955
【发明人】刘德逞
【申请人】珠海格林赛威科技有限公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2014年8月28日