[发明专利]定速交流感应电机控制装置

说明书

本发明涉及一种定速交流感应电机的控制装置，尤指一种用以节省实功率和虚功率消耗的定速交流感应电机控制装置，对多相电机并有缺相保护功能。

定速交流感应电机把电能转换成机械能。如众所周知，感应电机所消耗的电能比实际转换成的机械能要多。非机械能的电能消耗导致电机温度的上升和震动及磨擦等的增加，此「浪费」的电能依负载情况的不同而不同，负载越小浪费越大，且「浪费」的电能也依电机设计而异。上述电机所消耗的电能为实功率。由于电机本身的电感抗而使电压和电流之间产生相位差，因而产生虚功率。虚功率并不会把电能转换成机械能或其它如温度、震动、磨擦等能量，不过电力公司还是需要供应此虚功率给电机。

过去对于电机的省电都是强调实功率的节省，因为使用者只付实功率消耗的电费。然而，目前电力公司不但对实功率消耗收费，对虚功消耗加以某种程度的收费也已成为新的趋势。因此对使用者来说不但实功率消耗的节省重要，对虚功率消耗的节省也变成重要。

由于电机定子的电感而使电压与电流之间产生相位差，此相位差角的余弦称之为功率因数。实功率和虚功率的向量和为总功率。实功率(KW)、虚功率(KVAR)和总功率(KVA)之间的关系如下：KW＝KVAcosθ    KVAR＝KVAsinθ所以：KVA＝KW²+KVAR²  cosθ为功率因数。

功率因数可以作为负载指标参数，因为负载越低功率因数越小。功率因数并非唯一的负载指标参数，把小发电机连接在电机转子上也可取得负载指标参数。根据负载指标可以对电机的供电作适当的控制使电机在正常的运转下节省浪费的电力，而电机也因而温度降低，震荡和磨擦等减小。

就理论而言，减少供电的方法可以采用强制降压或使用硅控整流器切割电源波形，以达到降低消耗功率的目的，但强制降压问题很多，以硅控整流则较被广泛使用。现今主要的问题是如何取得负载信息，再以适当的方式在维持正常运转下减少供电。以上所说主要的是对实功率的降低而言。对于多相电机来说，缺相保护是非常重要的。

本发明的主要目的是提供一种定速交流感应电机控制装置，用以节省实功率和虚功率的消耗。

本发明的次要目的是提供一种对多相电机具有缺相保护作用的定速交流感应电机控制装置。

本发明是这样实现的：其包括：一电源控制电路，是由一微控制器为主，一直流电源电路连接交流电源以供应微控制器直流电源，一负载检测电路连接电机以输出电机负载信号给微控制器，一触发控制电路接收来自微控制器的触发信号，以触发导通一硅控整流器；一硅控整流器，连接于电源控制电路的触发控制电路与电机之间，接收来自触发控制电路的信号而动作使电机运转；一进相电容器，是与交流电源并联，藉以滤除电源的杂讯并提升电源的功率因数。

其中，直流电源电路是包括一变压器、一全波整流器及一稳压器组成，分别提供降压、整流及稳压作用。

其中，负载检测电路是设由一光耦合的输入端与电源和电机相连，检测电机定子所产生的电压降，而输出端则与微控制器连接以提供电机负载数据信号。

本发明的另一种实现方法是这样的，其包括：一电源控制电路，是由一微控制器为主，一直流电源电路连接交流电源以供应微控制器直流电源；每一相一负载检测电路连接电机以输出电机负载信号给微控制器；每一相一触发控制电路接收来自微控制器的触发信号，以触发导通对应的硅控整流器；一缺相保护电路由一继电器和每一相一光耦合串接晶体管所形成的达灵顿电路组成；每一相一硅控整流器，连接于电源控制电路的触发控制电路与电机之间，接收来自触发控制电路的信号而动作使电机运转；一进相电容器，是与交流电源并联，藉以滤除电源的杂讯并提升电源的功率因数。

其中，直流电源电路是包括一变压器、一全波整流器及一稳压器组成，分别提供降压、整流及稳压作用。

其中，负载检测电路是设由一光耦合的输入端与电源和电机相连，检测电机定子所产生的电压降，而输出端则与微控制器连接以提供电机负载数据信号。

其中，缺相保护电路的输入端并接与电源相对的每一相并共同接地，而输出端与晶体管相互串联并与继电器相连；当任何一相电源缺相时其相应的光耦合输入端成断路因而关掉继电器，而使电机停止运转，使电机得到缺相保护。

本发明主要包括一组进相电容、一电源控制电路、和一组硅控整流器。该电路结构由数字微控制器、直流电源电路、负载检测电路、硅控整流器触发电路和缺相保护电路共同组成，用以节省实功率和虚功率消耗，并有缺相保护的功能。

下面配合附图和实施例详细说明本发明的特征及功效：