[实用新型]一种智能节电控制柜

说明书

本实用新型属于电气控制领域，涉及一种采用可控硅的三相交流异步电动机控制柜。

因为三相电路中的每一相在结构上都是相同的，为叙述的简便和图形的清晰，以下凡没有特别指出的地方，所述的电路和所绘的图形都代表三相电路中的任一相；此外，本新型行文中的电动机均指三相交流异步电动机。

普通电动机控制柜(附图1)由空气开关(KK)、电压互感器(B1)及指示电表、电流互感器(B2)及指示电表、交流接触器(JK)组成。空气开关(KK)的左端作为本节电控制柜的电源相线输入端L1，右端与电压互感器(B1)的上输入端、电流互感器(B2)的左输入端相连；电压互感器(B1)的下输入端与电源的零线N相接、既连到本节电控制柜的输入端也连到输出端No；电流互感器(B2)的右输入端与交流接触器(JK)的左端相接，交流接触器(JK)的右端是本节电控制柜的相线输出端，与负载电动机(D)的一个相线端L相连。工作时，空气开关始终是接通的，当要启动或停止电动机时，人工通过中间继电器来操纵交流接触器，图中为简单没有画出中间继电器。可以看出，无论电动机的工作状况如何，加在电动机上的电压总是电网的输入电压。

目前我国油田用量极大的抽油机，功率一般在40～200KW，由于其工作特性，经常处于轻载或空载的状态，但电动机在轻载或空载时功率因数和效率都很低，因此电力损耗相当大。解决此类问题的最好方法是采用变频调速技术，但由于如此大功率的变频电源价格相当高，普遍应用还不现实。

本实用新型的目的是提供一种价格低廉的控制装置，减少三相异步电动机在轻载或空载时的能量消耗。

本实用新型是这样实现的：

在每相电源进线上串联一个可控硅，通过监控电路，在重载时使可控硅的导通角大，在轻载时导通角较小，从而调整加到电机上的电压的大小和流过的电流，达到减少电动机在空载和轻载时的能量消耗。

本实用新型的节电控制柜在普通控制柜的基础上增加了输入电压同步采样器(VIB)、双向可控硅(TRIAC)、驱动电路(QDQ)、电流采样器(CB)、输出电压采样器(VB)、电机功率输入器(PD和监控器(JKQ)。输入电压同步采样器(VIB)有两个输入端AC、一个公共端COM和一个输出端Vo3。驱动电路(QDQ)有一个输入端A、一个公共端COM和两个输出端A1、A2；电流采样器(CB)有两个输入端AC和一个输出端Vo2、一个公共端COM；输出电压采样器(VB)有两个输入端VL、VN和一个输出端Vo1、一个公共端COM；电机功率输入器(PI)有一个输出端Po和一个公共端COM；监控器(JKQ)有四个输入端Vi1、Vi2、Vi3、Vi4和一个输出端Vo，还有一个公共端COM。

输入电压同步采样器(VIB)的两个输入端AC与电压互感器(B1)次级的两端相连，输出端Vo3与监控器(JKQ)的输入端Vi4相连。双向可控硅(TRIAC)的阳极A与交流接触器(JK)的左端相连，阴极K与交流接触器(JK)的右端相连，在阴极K与控制极G之间并联一个电阻R3。驱动电路(QDQ)的一个输出端A1与电阻R4的下端相连，电阻R4的右端与双向可控硅(TRIAC)的阳极A相连，另一个输出端A2与可控硅的控制极G相连；输入端A与监控器(JKQ)的输出端Vo相连。电流采样器(CB)的两个输入端AC分别和电流互感器(B2)的两个次级相连，输出端Vo2与监控器(JKQ)输入端Vi3相连。输出电压采样器(VB)的输入端VL与交流接触器(JK)的右端相连，另一输入端VN与电源零线相连；输出端Vo1与监控器(JKQ)的输入端Vi2相连。电机功率输入器(PI)的输出端Po与监控器(JKQ)的输入端Vi1相连。各电路的公共端COM都是连在一起的。

输入电压同步采样器(VIB)由整流桥D3构成，整流桥D3的两个交流端是输入电压同步采样器(VIB)的输入端AC，直流端DC+是输出端Vo3，直流端DC-是公共端COM。输入电压同步采样器(VIB)的作用是采集输入交流电的过零信号，使监控器(JKQ)以此时为标准来确定双向可控硅(TRIAC)的导通角。

驱动电路(QDQ)由双向可控硅型光电耦合器构成，它的作用是发出驱动信号，开通双向可控硅(TRIAC)。