[实用新型]交流异步电动机节能控制器

说明书

本实用新型属于电动机节能技术领域，特别涉及以微电脑控制的交流电动机节能装置。

交流异步电动机是目前使用最多，耗能最大的动力设备，在我国它的年耗电量约占总发电量的60～70％。在电动机的实际应用中，总会有多数时间是工作在轻负载或频繁变换负载的情况下的，而异步电动机无论负载多大，都是在全电压下运行的，电动机负载减轻时，功率因数下降，大量的电能空耗，造成了很大的能源浪费。为解决电动机能源的浪费问题，电动机节能装置应运而生。目前国内生产的电动机节能装置主要有，电抗降压转换节能器，双向可控硅调压节能器等，但它们却存在着适应范围窄，稳定性较差，生产调试复杂，成本较高等不同程度的缺点和不足。CN2093465U实用新型专利说明书公开了一种异步电动机节能器，具有系统稳定性较好，生产时不用调试，节能效果显著等特点，但仍存在下述缺陷：①、不能控制电动机的起动电流，故不能实现起动节能；②、其过流保护电路不是保护电动机，而是保护该节能器本身的可控硅，并仍使用有触点的接触器旁路过电流，故体积大，成本高，运行不可靠；③、其缺相保护电路由主回路用电阻人为的制造一个中性点来进行取样，主回路和控制回路没有隔离措施，故不安全可靠；④、使用导通角控制电动机的电压对电网造成谐波公害，谐波本身还影响电动机的使用寿命，并增加损耗，特别是对大功率电动机更严重，故不宜推广使用。

本实用新型目的就在于提供了一种用微电脑来控制电动机的启动过程和正常运行工况的，能够实现启动时降压限流的，可保证电压调节为正弦波，不产生高次谐波的，取样电路与主回路及控制回路隔离良好的，过载保护和零序保护由微电脑自动控制的交流异步电动机节能控制器。从而可实现电动机始终工作在最佳功率因数和效率工况下，功率因数随负载的变化而变化，微电脑根据变化的功率因数随时计算出最佳工作电压值并发出相应的触发脉冲，使工作电压随之调整变化，达到节能之目的。

本实用新型的目的是通过下述技术方案而得以实现的，由主回路，控制回路电源，电压取样回路，电流取样回路，过流信号取样回路，零序保护信号取样回路，微电脑和输出接口回路共同组成的交流异步电动机节能控制器。主回路串联在电源和电动机之间，主可控硅的触发极与输出接口电路连接；电压取样回路由控制回路电源变压器B的次级直接取样，连接在控制回路电源和微电脑的P_1.4接口之间；电流取样回路由电流传感器TA取样，连接在控制回路电源和微电脑的P_1.5接口之间；过流信号取样电路也由电流传感器TA取样，电流传感器TA经全桥整流电路、直流偏置比较电路连接在微电脑的中断申请口P_3.3；零序保护信号取样回路由零序互感器TA₀取样，与微电脑的中断申请口P_3.2连接；微电脑是单片机IC₃8051，其P_1.1、P_1.2、P_1.3接口与输出接口电路连接。

本实用新型的节能效果明显，对单相家用电器，如电冰箱和空调器可节电10％～15％左右，对高级宾馆的集中空调机组可节电30％左右，对金属切削机床可节电20％～40％左右，冲床最高可节电50％。并具有设计合理，无高次谐波造成的电网公害，使用方便，安全可靠，经济耐用，能有效地提高电动机寿命等显著特点。

本实用新型附图的图面说明如下：

图1是本实用新型的电路原理框图；

图2是本实用新型的电路图。

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详述：根据电动机原理可知，电动机的功率因数COSφ是电动机负载扭距的正相关函数，当电动机在满负载运行时，功率因数和效率最高，但当电动机在轻载或空载运行时，功率因数和效率就都会降低。一般情况下满负载时交流异步电动机的效率可达95％，半负载时的效率为70％，而1/4负载时的效率仅为30％，此时若降低电动机的输入电压可有效的提高电动机的效率。本实用新型就是根据此原理，充分利用了微电脑迅速、准确的功能，以微电脑监视、检测、调整和控制电动机变化着的功率因数，当电动机的功率因数随着负载发生变化而变化时，微电脑根据所测得的功率因数，计算出电动机的最佳工作电压，并发出相应的电脉冲，使电动机的工作电压随之变化，实现电动机在空载或轻载时也能工作在最佳的效率工况下，从而达到节能之目的。本实用新型的原理如附图1所示，由主回路(1)，控制回路电源(2)，电压取样回路(3)，电流取样电路(4)，过流信号取样回路(5)，零序保护信号取样回路(6)，微电脑(7)和输出接口回路(8)共同组成。