[发明专利]一种变频器节电控制方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频器节电控制方法和装置，是一种对电机调速变频器的调控方法和装置，是对电机调速变频器的优化控制并实现节电的方法和装置。

背景技术

采用变频调速进行动力节电已被广泛接受为有效节电方法，其原因是动力用大功率变频调速器作为一种成熟的产品，其价格已经低廉到几乎所有供电设备可以接受的程度，其节电的效果十分明显。但是，传统的变频调速器只是简单的将电机的转速调节到设定的转速，即没有考虑到电机、载荷及变频器三者之间的关系，也没有考虑快速变频过程对整个供电-用电系统的影响。在实际运行过程中就电机而言，其工作状态在不同的频率条件下，其输出功率、效率、扭矩、功率因数等工作参数都是不同的。变频调速器和载荷也有类似的情况。例如风机和制冷机就是两种完全不同的载荷，其工作参数也不尽相同。由于没有考虑电机、载荷及变频器三者之间的关系，以及三者对供电系统的影响，使变频调速这样的供电-用电系统的运行不够稳定，易于发生故障。由于没有考虑电机、载荷及变频器三者之间的关系使电机经常工作在效率较低的状态，使被控电机由于低效率运转而发热，造成不必要的浪费并且减少电机的寿命。由于没有考虑电机、载荷及变频器三者之间的关系使变频器及其电机的载荷也经常工作在低效率的状态，三者之间不能协调的工作会使变频调速器和电机的运行造成大量的谐波，同时变频调速器阶跃式的改变频率也会产生大量的谐波。这些谐波对电源系统的干扰是十分严重的，其谐波含量可达到30％-70％，这样的严重干扰对供电电网十分不利。由于传统的变频调速器仅考虑调速问题，没有考虑电机的工作状态，电机-载荷的运转系统常发生滞后，造成系统的功率因数较低，电源效率下降，电能浪费严重。

发明内容

本发明提出一种变频器节电控制方法和装置，所述方法和装置对运行中的变频调速器进行检测并储存了电机、变频调速器和载荷的各种工作参数，一旦需要变频调速，则进行运算找到三者的最佳工作状态，即对工作过程进行优化，找到最佳工作点之后分析系统运行周期，制定调频过程计划。使整个电机、变频调速器和载荷在匀速运转和调频变速过程中都处于最佳、最有效的工作状态。

本发明的目的是这样实现的：一种变频器节电控制方法，所使用的硬件包括：带有CPU和存储元件的变频器节电控制装置，所述方法的步骤是：

接受变速调频指令步骤，这个指令可以是由人工发出，或者由自动化系统的某个传感其发出的；

采集信息步骤，通过信息源采集电机、变频调速器和负载的工作状态参数；

提取特性参数步骤，根据所获得的工作状态参数和要达到的目标频率值，在数据库中提取相对应的电机、变频调速器和负载的最佳特性状态参数；

比较步骤，比较现行工作状态参数和要达到的目标频率值，以及最佳特性状态参数，优化选取各参数；

分析运行周期的步骤，运用电机、变频调速器和载荷所组成的系统的运行周期特性，寻找在当前频率值和目标频率值的转换过程中所述系统的滞后性；

实现调频过程的步骤，按照选定的目标频率值调整频率。

一种变频器节电控制装置，包括供给所述装置能源的电源单元、与电源单元连接的保持供电电源稳定的滤波器单元、与滤波器单元连接的进行信息处理和运算的中央处理单元、与中央处理单元连接的存储信息的存储单元，与中央处理单元连接的两个模拟量输入光电隔离单元，分别与两个模拟量输入光电隔离单元连接的两个模拟量输入接口，与中央处理单元连接的两个模拟量输出光电隔离单元，分别与两个模拟量输出光电隔离单元连接的两个模拟量输出接口，与中央处理单元连接的两个运行信号输出光电隔离单元，分别与两个运行信号输出光电隔离单元连接的四个运行信号输出接口，与中央处理单元连接的通讯接口，与中央处理单元连接的开关量输入接口。

本发明产生的有益效果是：由于存储了大量电机、变频调速器和载荷的工作数据并使用了模糊算法优化了三者组成系统的工作状态，使整个电机、变频调速器和载荷组成的系统工作在最佳状态提高了系统的工作效率，有效的解决了系统不稳定的问题，电机工作效率明显提高，发热量明显减小。由于解决了系统滞后性，仅此一项，在同等运行工况下就可以提高节电率10％-30％。由于采用了平滑的频率变化曲线，使谐波量明显减少，减少了对电网的干扰。由于工作状态的优化，使功率因数达到0.95以上，提高了电源利用率。本发明的应用其节电率最低不低于40％，最高可达80％。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一、实施例五所述方法使用的装置示意图；