[发明专利]感应电动机的自动控制节能系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动控制节能系统及方法，特别是涉及一种感应电动机的自动控制节能系统及方法。

背景技术

感应电动机大部分采用恒压恒频供电，具有控制设备简单、安全耐用、使用方便的优点。当负载转矩低于额定转矩时，电动机的转速上升，但电动机的运行效率下降。

为实现感应电动机轻载运行时的节能，目前有两类方法：

(1)感应电动机采用交直交变频器供电,当运行工况发生变化时，通过调节输入交流电的频率、电压、相位使电动机的运行满足负载的需求。

(2)感应电动机采用晶闸管供电，当负载发生变化时，通过改变晶闸管的在工频下的导通角实现一定的节能。

上述现有的两类节能措施都可以实现高效节能运行，但均存在以下不足之处：①需要专用的驱动控制系统，设备造价高、控制系统复杂；②驱动电路功率组件的频繁通断，产生高次谐波电流，使电动机系统发热严重、容易老化，同时污染了电网。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之一目的在于提供一种感应电动机的自动控制节能系统及方法，其可以在工频供电设备投资少的情况下，根据负载情况自动调节电动机的供电电压，实现电动机轻载时的节能运行。

为达上述及其它目的，本发明提出一种感应电动机的自动控制节能系统，该自动控制节能系统包括自耦调压器、感应电动机、伺服电动机、控制器以及感应电动机的电流和有功功率测量单元，其中该控制器的输出控制该伺服电动机，该伺服电动机的机械输出端口实现对该自耦调压器的电压调节，该自耦调压器为该感应电动机提供可调的输出电压，该电流和有功功率测量单元用于测量该感应电动机的电流和有功功率，并将测得的测量信号传输至该控制器，该控制器根据电流和有功功率的测量信号产生控制信号，驱动该伺服电动机调整该自耦调压器的输出电压。

进一步地，该自耦调压器为三相自耦调压器，该感应电动机为三相感应电动机。

进一步地，该三相自耦调压器还连接三相工频恒压电源。

为达到上述目的，本发明还提供一种感应电动机的自动控制节能方法，包括如下步骤：

步骤一，测量三相感应电动机的电流及有功功率，并将测量获得的信号传送至控制器；

步骤二，控制器根据获得的测量信号，判断是否进入节能控制模式，若是，则进入步骤三；

步骤三，控制器发出控制指令，驱动伺服电动机调整三相自耦调压器的输出电压，使其输出电压降低ζ₂*U_1N，其中为ζ₂经验值，U_1N为额定电压；

步骤四，等待电流稳定后，记录当前三相感应电动机的电流和有功功率，并传送至控制器；

步骤五，计算当前电流与有功功率与之前所记录的电流与有功功率的差值，并对差值与临界值进行判断，根据判断结果发出相应的控制指令。

进一步地，于步骤二中，该控制器根据测得的电动机的电流，判断电动机电流在一段时间内是否小于等于ζ₁倍额定电流，0.2≤ζ₁≤0.6，若是则启动节能控制模式，记录此时的电流和有功功率，进入步骤三。

进一步地，若否，则该控制器认为电动机满载，该三相自耦调压器的供电电压仍为额定电压。

进一步地，于步骤五中，电流和有功功率的差值的结果如下：