[实用新型]一种智能节电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电动机的电变量调节系统领域，尤其涉及一种智能节电装置。

背景技术

电动机是目前应用最广的用电设备，电机所消耗的电能约占我国用电总量的60％-70％，而且通常有60％的电动机都在60％或更低的负荷状况下运行，“大马拉小车”与低负荷运行的情况相当普遍，即电机消耗的电能中有相当部分是以发热、铁损、噪音与振动等形式浪费掉，这是因为设计时要考虑到负载最大输出时的工作情况，而且为了能够安全运行，还要设计一定的余量，这也是现在很多工矿企业的动力系统中电动机配置过大的原因。造成电动机运行效率很低的主要原因是电机偏离最佳效率的有效功率运行，无论电动机的负载怎样变化，电动机与电网间的所需与所供和电动机的固定损耗是不可调节的“硬性”供电方式所致，难以满足各种工作情况和生产工艺的需求。目前多采用变速齿轮箱和变频器来改善上述问题，但变速齿轮箱只能通过机械调速，而且还会增加电能的消耗，除非一些特殊场合外，已经很少被采用。而变频器在改变频率时，虽然可以改善生产的需求和生产工艺，也可以自动调节一些电动机的基本参数，但是变频器多作为用于改善生产工艺的设备，虽然有一定的节能效果，但节约的电量不大，而且还会产生大量的谐波污染电网，影响电缆的使用寿命，加快端子接触面的氧化速度，对其他用电设备造成损害，且其含量较高时会使得一些弱信号严重失真。

实用新型内容

为了克服上述节电装置的缺点，本实用新型提供了一种智能节电装置，其降低电能损耗，消除谐波的产生，降低了线损，延缓端子接触面的氧化速度，提高了节电水平。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种智能节电装置，包括智能控制器，与智能控制器通过信号传输单元相连接的功率调节器和信号采样系统，其特征是：信号采样系统包括与负载和智能控制器相连接的负载采样单元，与功率调节器和智能控制器相连接的电流采样单元，以及与电动机和智能控制器相连接的电压采样单元。所述的智能节电装置，其信号采样系统还包括设置在智能控制器中的电压与电流的相位角采样单元。电压与电流的相位角是通过智能控制器中的AC/AC转换模块进行采样，其中电压数据是由AC/AC(0-220V/0-20mA)模拟信号转换的，电流数据是由AC/AC(0-5A/0-20mA)模拟信号转换的，以上两种信号的转换均在智能控制器内部完成，再通过智能控制器内部的比较电路来进行同坐标的比对，进而得到电压与电流的相位角∮的余弦值cos∮，此相位角∮的余弦值cos∮再与其他的采样数据，如负载的传感信号，进行综合运算，最终得到一个4-20mA的电流信号，并被输送到功率调节器中。

所述的智能节电装置，其智能控制器为采用PWM脉宽调幅技术的控制器。

所述的智能节电装置，其信号采样系统中设有信号整合单元。

所述的智能节电装置，其功率调节器的输出单元采用双模块输出模式。

所述的智能节电装置，其智能控制器上设有485接口和RS232接口。所述的智能节电装置，其功率调节器属于模块化设计，主要包括整流模块，功率输出模块，驱动模块和控制模块。

所述的智能节电装置，其功率调节器的整流模块，实行3相双波整流，直流电压为450V-600V。

所述的智能节电装置，其特征是：功率调节器的功率输出模块，采用双IGBT模块输出。

所述的智能节电装置，其功率调节器上设有防护和安全保护，包括输出相之间的短路保护、输出相和地之间的短路保护、内部电源输出的短路保护、防止过热的热保护和过电流的短路保护、电源欠压和过压安全保护电路，以及输入相缺失安全保护电路的缺相保护。这样可以避免单相运行，所有三相功率调节设备上均有此保护。

所述的智能节电装置，其功率调节器的功率输出模块，采用双IGBT模块输出。具体的工作方式类似于差动电路，但又有所不同，主要区别于差动电路的地方在于差动电路主要用在弱电线路里面，而这里的双模块输出用在强电线路(380V)中。

所述的智能节电装置，其功率调节器的控制模块，采集从智能控制器中传输过来的4-20mA信号，对信号进行分析整理，再叠加载波之后，输送给驱动模块，对功率型器件IGBT进行驱动和调节，使整个功率调节器输出一个完美的正弦波形。