專(zhuān)利名稱(chēng)：電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電動(dòng)機(jī)的挖制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
經(jīng)檢索，目前的電機(jī)節(jié)能技術(shù)主要是通過(guò)改進(jìn)啟動(dòng)控制方式進(jìn)行節(jié)能，主要有以下三種I、直接起動(dòng)方式，也叫全壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)通過(guò)一些直接起動(dòng)設(shè)備，將全部電源電壓直接加到電動(dòng)機(jī)的定子繞組，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下進(jìn)行起動(dòng)。2、傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式。減壓起動(dòng)是在起動(dòng)時(shí)先降低定子繞組上的電壓，起動(dòng)后，再把電壓恢復(fù)到額定值。常見(jiàn)的減壓?jiǎn)?dòng)有以下四種(1)星形-三角形(Υ-Λ)起動(dòng)，(2)串電抗起動(dòng)，(3)自耦變壓器起動(dòng)，(4)延邊三角形起動(dòng)。3、軟起動(dòng)方式?，F(xiàn)代的電子式軟起動(dòng)設(shè)備，采用晶閘管調(diào)壓電路，該電路組成情況是六只晶閘管，兩兩反向并聯(lián)，串聯(lián)到電動(dòng)機(jī)的三相電源線(xiàn)路上，系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)指令后，啟動(dòng)器微機(jī)控制系統(tǒng)就會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)據(jù)運(yùn)算，使得輸出晶閘管發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，控制晶閘管的導(dǎo)通角，按照設(shè)定的模式，調(diào)節(jié)輸出的電壓，達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的目的。 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)I、直接起動(dòng)的起動(dòng)線(xiàn)路是最簡(jiǎn)單的,然而對(duì)于需要頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī),過(guò)大的起動(dòng)電流將造成電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，影響電動(dòng)機(jī)的壽命；同時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組在電動(dòng)力的作用下，會(huì)發(fā)生變形，可能引起短路，進(jìn)而燒毀電動(dòng)機(jī)；另外過(guò)大的起動(dòng)電流，會(huì)使線(xiàn)路壓降增大，造成電網(wǎng)電壓的顯著下降，從而影響同一電網(wǎng)的其他設(shè)備的正常工作，有時(shí)甚至使它們停下來(lái)或無(wú)法帶負(fù)載起動(dòng)。2、減壓起動(dòng)雖然可以減小起動(dòng)電流,但是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也會(huì)同時(shí)減小。因此,減壓起動(dòng)方法一般只適用于輕載或空載情況下起動(dòng)。3、軟起動(dòng)由于在起動(dòng)前設(shè)定了一個(gè)不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響的起動(dòng)電流，電流是緩慢增大至設(shè)定電流，故無(wú)沖擊電流，所以對(duì)電網(wǎng)的影響最小，并且消除起動(dòng)力矩的沖擊。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型目的在于提出一種電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置，在電機(jī)空載時(shí)為了達(dá)到節(jié)能的目的，節(jié)能器可以自動(dòng)地將電動(dòng)機(jī)的電壓降低，使電機(jī)的空載電流減小。本實(shí)用新型技術(shù)方案是本實(shí)用新型包括直流電源電路、負(fù)載跟蹤電路、故障檢測(cè)電路、欠壓補(bǔ)償電路和電機(jī)控制電路；直流電源電路分別為負(fù)載跟蹤電路、故障檢測(cè)電路、欠壓補(bǔ)償電路和電機(jī)控制電路提供工作電源；負(fù)載跟蹤電路的電流互感器的源端接電機(jī)電源電路兩端，故障檢測(cè)電路的三只電流互感器的源端分別和三相交流電一一相相連，欠壓補(bǔ)償電路的信號(hào)輸出接電機(jī)控制電路的輸入端，電機(jī)控制電路的三相輸出端分別各自連接一只光率禹。本實(shí)用新型中，直流電源電路為電路提供5V和12V電壓，保證其他各電路良好運(yùn)作；在負(fù)載跟蹤電路中，通過(guò)電流互感器監(jiān)測(cè)電機(jī)電流從而判斷電機(jī)為輕載或滿(mǎn)載；故障檢測(cè)電路中三只電流互感器檢測(cè)是否有過(guò)流、缺相等問(wèn)題出現(xiàn)；欠壓補(bǔ)償電路的信號(hào)輸出接電機(jī)控制電路的輸入端，電機(jī)控制電路通過(guò)光耦控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制電機(jī)電壓。直流電源電路為電路提供5V和12V電壓，保證其他各電路良好運(yùn)作。本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)節(jié)能的工作原理主要是通過(guò)限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流以及根據(jù)負(fù)載的情況調(diào)節(jié)電壓，目前的電機(jī)節(jié)電器普遍采用軟啟動(dòng)方式限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流進(jìn)行節(jié)能，但是沒(méi)有根據(jù)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的負(fù)載情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電壓。達(dá)到節(jié)能的目的，本實(shí)用新型在電機(jī)空載時(shí)，可以自動(dòng)的將電動(dòng)機(jī)的電壓降低，使電機(jī)的空載電流減小?？梢詫?shí)現(xiàn)節(jié)能狀態(tài)和滿(mǎn)載狀態(tài)的互相轉(zhuǎn)換，在節(jié)能狀態(tài)時(shí)突然加重負(fù)載時(shí)，可以滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)的端電壓升到全壓的要求，避免過(guò)電流現(xiàn)象的發(fā)生。本節(jié)電器具有電機(jī)保護(hù)和報(bào)警功能，電機(jī)保護(hù)包括晶閘管保護(hù)、低電壓保護(hù)、接地保護(hù)、斷相保護(hù)、過(guò)載保護(hù)和過(guò)流保護(hù)。同時(shí)具有自診斷和自恢復(fù)功能，能防止軟件出錯(cuò)跑飛，工作比較可靠，可有效防止工作人員誤操作造成的初始設(shè)定的改變。本實(shí)用新型可以與各種電機(jī)匹配，適用面廣，方便安全。在啟動(dòng)時(shí)采用軟啟動(dòng)方式，節(jié)省電能的同時(shí)延長(zhǎng)電機(jī)壽命。電機(jī)工作過(guò)程中，實(shí)時(shí)跟蹤電機(jī)負(fù)載，并調(diào)整電機(jī)工作 電壓，最大限度的節(jié)省電能；故障檢測(cè)電路可以有效檢測(cè)電機(jī)電路的各種故障，一旦故障發(fā)生，自動(dòng)斷開(kāi)電源，確保電機(jī)不受損壞；欠壓補(bǔ)償電路在電機(jī)電源電壓不穩(wěn)定的情況下可以有效的對(duì)電機(jī)工作電壓進(jìn)行調(diào)整，確保電機(jī)正常工作。同時(shí)，本智能電機(jī)節(jié)電器具有抗浪涌的功能，最大限度的減小電壓不穩(wěn)定對(duì)電機(jī)造成的傷害。本實(shí)用新型所述負(fù)載跟蹤電路主要由單片機(jī)U1、電流互感器TL1、高頻抑制電容C3、運(yùn)算放大器U4B、微調(diào)電阻R46、節(jié)能指示燈LED1、設(shè)置指示燈LED2、整流二極管D5和濾波電解電容C12組成；電流互感器Tl初級(jí)的兩個(gè)輸入端連接在電機(jī)工作電流上，次級(jí)與運(yùn)算放大器U4B的同相端、反相端分別連接，運(yùn)算放大器U4B為反相放大器，運(yùn)算放大器U4B的輸出放大的交流電壓信號(hào)端連接整流二極管D5，在整流二極管D5的輸出端連接高頻抑制電容C3 ;微調(diào)電阻R46的兩端并聯(lián)在高頻抑制電容C3的兩端，微調(diào)電阻R46的調(diào)節(jié)端連接單片機(jī)Ul的GP4端；節(jié)能指示燈LEDl和設(shè)置指示燈LED2分別通過(guò)分壓電阻連接在單片機(jī)Ul的輸出端。微調(diào)電阻R46將放大后的直流電流轉(zhuǎn)換成直流電壓；運(yùn)算放大器U4B (LM358)被接成反相放大器，當(dāng)電機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，感應(yīng)的交流電壓信號(hào)輸入運(yùn)算放大器U4B (LM358)進(jìn)行放大，運(yùn)算放大器U4B輸出放大的交流電壓信號(hào)，通過(guò)整流二極管D5整流，高頻抑制電容C3濾波將交流電壓信號(hào)平均為直流電平信號(hào)，連接單片機(jī)Ul的GP4端采樣端口部分。在設(shè)置時(shí)，調(diào)節(jié)微調(diào)電阻R46直至設(shè)置指示燈LED2亮，表示調(diào)整到理想位置；單片機(jī)采樣判斷若電機(jī)為輕載，則調(diào)節(jié)電機(jī)電壓進(jìn)行節(jié)能，此時(shí)節(jié)能指示燈LEDl亮。本實(shí)用新型所述故障檢測(cè)電路包括單片機(jī)U2、三只電流互感器TL2、TL3、TL4、電壓取樣電阻R28、R29、R30、整流二極管D8、D9、DlI、濾波電容C4、C6、C7和故障報(bào)警指示燈D13 ;三只電流互感器TL2、TL3、TL4的兩個(gè)輸入端分別連接在電機(jī)工作電流的三相輸入端，三只電流互感器TL2、TL3、TL4的次級(jí)分別與電壓取樣電阻R28、R29、R30連接，整流二極管D8和濾波電容C4串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R28的兩端，整流二極管D9和濾波電容C6串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R29的兩端，整流二極管Dll和濾波電容C7串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R30的兩端，整流二極管D8、D9、Dll的負(fù)極端分別與單片機(jī)U2的GP1、GP2、GP4端連接；故障報(bào)警指示燈D13連接在單片機(jī)U2的輸出端。單片機(jī)U2的Vcc端連接在5V三端穩(wěn)壓器SWDZl的輸出端，單片機(jī)U2的GP1、GP2、GP4端分別為電機(jī)三相交流電的感應(yīng)直流電平信號(hào)采樣輸入端，該單片機(jī)使用內(nèi)置的4M晶振，R43、C22串聯(lián)接單片機(jī)GP3的上電復(fù)位端口，D13為故障報(bào)警指示燈，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)指示燈熄滅，出現(xiàn)缺相、過(guò)流等故障時(shí)指示燈亮。本實(shí)用新型欠壓補(bǔ)償電路包括單片機(jī)U3、電壓互感器T2、運(yùn)算放大器U4A、整流二極管D10、濾波電解電容C5以及欠壓指示燈D14 ;電流互感器T2初級(jí)的兩個(gè)輸入端連接在電機(jī)工作電流上，次級(jí)與運(yùn)算放大器U4A的同相端、反相端分別連接，運(yùn)算放大器U4A輸出放大的交流電壓信號(hào)端連接整流二極管DlO的正極端，在整流二極管DlO的負(fù)極端分別連接濾波電解電容C5和單片機(jī)U3的GP4端采樣端口，欠壓指示燈D14連接在單片機(jī)U3的GPl 端。 當(dāng)單片機(jī)U3經(jīng)過(guò)采樣、運(yùn)算、判斷之后，如發(fā)現(xiàn)電機(jī)電壓低，令欠壓指示燈亮D14，同時(shí)控制進(jìn)行電壓補(bǔ)償。本實(shí)用新型所述電機(jī)控制電路包括光電耦合器JPI、JP2、JP3、JP4、JP5、JP6、JP7、見(jiàn)8、見(jiàn)9、晶閘管以、02、03，滿(mǎn)載指示燈012、三極管Q4、Q5、Q6、延時(shí)電容C9、C13、C14、壓敏電阻R8、R23、R24、限流電阻R31、R32、R2以及濾波電容CIO、C15、C16 ;直流電源電路的輸出端分別通過(guò)限流電阻R31、R32、R2分別對(duì)應(yīng)接光電耦合器JP3、JP2、JPl的I腳，光電耦合器JP3、JP2、JPl的2腳分別接光電耦合器JP4、JP8、JP5的I腳，其中光電耦合器JPl的2腳和光電耦合器JP5的I腳之間連接滿(mǎn)載指示燈D12，光電耦合器JP4、JP8、JP5的I腳分別接光電耦合器JP9、JP7、JP6的I腳；三極管Q4、Q5、Q6的發(fā)射極接地，三極管Q4、Q5、Q6的集電極分別與光電耦合器JP6、JP7、JP9的2腳相連；晶閘管Ql、Q2、Q3的陽(yáng)極分別接光電耦合器JP3、JP4、JP9的6腳；晶閘管Ql的陰極經(jīng)延時(shí)電容C9及電阻R5接JP3的4腳，晶閘管Q2的陰極經(jīng)延時(shí)電容C13及電阻R17接JP4的4腳，晶閘管Q3的陰極經(jīng)延時(shí)電容C14及電阻R18接JP9的4腳；在晶閘管Q1、Q2、Q3的兩端分別接壓敏電阻R8、R23、R24 ;濾波電容ClO和電阻R9相連之后，連接到晶閘管Ql的兩端，濾波電容C15和電阻R25相連之后，連接到晶閘管Q2的兩端，濾波電容C16分別和電阻R26相連之后，連接到晶閘管Q3的兩端。光電I禹合器信號(hào)單向傳輸，光電I禹合器輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定；晶閘管可以進(jìn)行可控整流，當(dāng)負(fù)載跟蹤電路監(jiān)測(cè)到電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)通過(guò)控制三極管Q4的通或斷控制晶閘管，就可以改變電機(jī)電流。同樣，故障檢測(cè)電路檢測(cè)到故障發(fā)生則斷開(kāi)三極管Q6，晶閘管停止工作，保證電機(jī)安全；欠壓補(bǔ)償電路發(fā)現(xiàn)電路欠壓時(shí)，通過(guò)控制三極管Q5的通或斷進(jìn)行調(diào)節(jié)和補(bǔ)償。

圖I為本實(shí)用新型的電路框圖；圖2為本實(shí)用新型電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型中直流電源電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型中負(fù)載跟蹤電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型中故障檢測(cè)電路原理圖；[0025]圖6為本實(shí)用新型中欠壓補(bǔ)償電路原理圖；圖7為本實(shí)用新型中電機(jī)控制電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型設(shè)有負(fù)載跟蹤電路I、故障檢測(cè)電路2、欠壓補(bǔ)償電路3、電機(jī)控制電路4和為各以上電路提供工作電源的直流電源電路5。如圖2所示，負(fù)載跟蹤電路I的電流互感器的源端接電機(jī)電源電路兩端，監(jiān)測(cè)電機(jī)電流從而判斷電機(jī)為輕載或滿(mǎn)載；故障檢測(cè)電路2的三只電流互感器的源端分別和三相交流電一一相相連，檢測(cè)是否有過(guò)流、缺相等問(wèn)題出現(xiàn)；欠壓補(bǔ)償電路3的信號(hào)輸出接電機(jī)控制電路的輸入端，電機(jī)控制電路4的三相輸出端分別各自連接一只光稱(chēng)，電機(jī)控制電路通過(guò)光耦控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制電機(jī)電壓。直流電源電路5為各電路提供5V和12V 電壓，保證其他各電路良好運(yùn)作。如圖3所示，12V直流供電電路由變壓器Tl、二極管Dl—D4組成的整流橋、12V穩(wěn)壓管DWl和濾波電解電容Cl組成，變壓器Tl的兩個(gè)輸入端與交流輸入電壓兩端連接，變壓器Tl的兩個(gè)輸出端連接整流橋的兩個(gè)輸入端，12V穩(wěn)壓管DWl連接在整流橋的兩個(gè)輸出端，濾波電解電容Cl并聯(lián)在12V穩(wěn)壓管DWl的兩端。5V直流供電電路是在12V直流供電電路基礎(chǔ)上采用三端穩(wěn)壓器SWDZl產(chǎn)生。12V電源接三端穩(wěn)壓器SWDZl輸入端，濾波電解電容C2、CS接在三端穩(wěn)壓器SWDZl和地之間。直流電源電路為后續(xù)電路提供低電壓工作電源。如圖4所示，負(fù)載跟蹤電路主要由PIC12F675單片機(jī)Ul、電流互感器TLl、高頻抑制電容C3、LM358運(yùn)算放大器U4B、微調(diào)電阻R46、節(jié)能指示燈LED1、設(shè)置指示燈LED2、整流二極管D5和濾波電解電容C12組成。電流互感器Tl初級(jí)的兩個(gè)輸入端連接在電機(jī)工作電流上，次級(jí)與運(yùn)算放大器U4B的同相端、反相端分別連接，運(yùn)算放大器U4B為反相放大器，運(yùn)算放大器U4B的輸出放大的交流電壓信號(hào)端連接整流二極管D5，在整流二極管D5的輸出端連接高頻抑制電容C3 ;微調(diào)電阻R46的兩端并聯(lián)在高頻抑制電容C3的兩端，微調(diào)電阻R46的調(diào)節(jié)端連接單片機(jī)Ul的GP4端；節(jié)能指示燈LEDl和設(shè)置指示燈LED2分別通過(guò)分壓電阻連接在單片機(jī)Ul的輸出端。在設(shè)置時(shí)，調(diào)節(jié)R46直至指示燈LED2亮，表示調(diào)整到理想位置；單片機(jī)采樣判斷若電機(jī)為輕載，則調(diào)節(jié)電機(jī)電壓進(jìn)行節(jié)能，此時(shí)節(jié)能知識(shí)等LEDl亮。如圖5所示，故障檢測(cè)電路包括PIC12F675單片機(jī)U2、三只電流互感器TL2、TL3、TL4、電壓取樣電阻R28、R29、R30、整流二極管D8、D9、D11、濾波電容C4、C6、C7和故障報(bào)警指示燈D13。PIC12F675單片機(jī)U2的Vcc端連接在5V三端穩(wěn)壓器SWDZl的輸出端，三只電流互感器TL2、TL3、TL4的兩個(gè)輸入端分別連接在電機(jī)工作電流的三相輸入端，三只電流互感器TL2、TL3、TL4的次級(jí)分別與電壓取樣電阻R28、R29、R30連接，整流二極管D8和濾波電容C4串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R28的兩端，整流二極管D9和濾波電容C6串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R29的兩端，整流二極管Dll和濾波電容C7串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R30的兩端，整流二極管D8、D9、D11的負(fù)極端分別與單片機(jī)U2的GP1、GP2、GP4端連接；故障報(bào)警指示燈D13連接在單片機(jī)U2的輸出端。PIC12F675單片機(jī)U2的GP1、GP2、GP4端為電機(jī)三相交流電的感應(yīng)直流電平信號(hào)采樣輸入端，該單片機(jī)使用內(nèi)置的4M晶振，R43、C22串聯(lián)接單片機(jī)GP3的上電復(fù)位端口，D13為故障報(bào)警指示燈，當(dāng)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)指示燈熄滅，出現(xiàn)缺相、過(guò)流等故障時(shí)指示燈亮。如圖6所示，欠壓補(bǔ)償電路包括PIC12F675單片機(jī)U3、電壓互感器T2、UA741運(yùn)算放大器U4A、整流二極管D10、濾波電解電容C5以及欠壓指示燈D14。電流互感器T2初級(jí)的兩個(gè)輸入端連接在電機(jī)工作電流上，次級(jí)與運(yùn)算放大器U4A的同相端、反相端分別連接，運(yùn)算放大器U4A輸出放大的交流電壓信號(hào)端連接整流二極管DlO的正極端，在整流二極管DlO的負(fù)極端分別連接濾波電解電容C5和單片機(jī)U3的GP4端采樣端口，欠壓指示燈D14連接在單片機(jī)U3的GPl端。電流互感器T2初級(jí)的兩個(gè)輸入端連接在電機(jī)工作電流上，次級(jí)與運(yùn)算放大器U4A的同相端、反相端分別連接，運(yùn)算放大器U4A輸出放大的交流電壓信號(hào)端連接整流二極管D10，在整流二極管DlO的輸出端連接濾波電解電容C5，然后連接到單片機(jī)U3的GP4端采樣端口部分，當(dāng)單片機(jī)經(jīng)過(guò)采樣、運(yùn)算、判斷之后發(fā)現(xiàn)電機(jī)電壓低，欠壓指示燈亮，同時(shí)控制進(jìn)行電壓補(bǔ)償。電阻R36為釋放電阻，用于電容C5中的電能。 如圖7所示，所述電機(jī)控制電路包括光電耦合器JP1、JP2、JP3、JP4、JP5、JP6、JP7、JP8、JP9、晶閘管QU Q2、Q3，滿(mǎn)載指示燈D12、三極管Q4、Q5、Q6、延時(shí)電容C9、C13、C14、壓敏電阻1 8、1 23、1 24、限流電阻1 31、1 32、1 2以及濾波電容CIO、C15、C16 ;在12V直流電源VCCl的輸出端分別通過(guò)限流電阻R31、R32、R2分別對(duì)應(yīng)接光電耦合器JP3、JP2、JPl的I腳，光電耦合器JP3、JP2、JPl的2腳分別接光電耦合器JP4、JP8、JP5的I腳，其中光電耦合器JPl的2腳和光電耦合器JP5的I腳之間連接滿(mǎn)載指示燈D12，光電耦合器JP4、JP8、JP5的I腳分別接光電耦合器JP9、JP7、JP6的I腳；三極管Q4、Q5、Q6的發(fā)射極接地，三極管Q4、Q5、Q6的集電極分別與光電耦合器JP6、JP7、JP9的2腳相連；晶閘管Q1、Q2、Q3的陽(yáng)極分別接光電耦合器JP3、JP4、JP9的6腳；晶閘管Ql的陰極經(jīng)延時(shí)電容C9及電阻R5接JP3的4腳，晶閘管Q2的陰極經(jīng)延時(shí)電容C13及電阻R17接JP4的4腳，晶閘管Q3的陰極經(jīng)延時(shí)電容C14及電阻R18接JP9的4腳；在晶閘管Q1、Q2、Q3的兩端分別接壓敏電阻R8、R23、R24 ;濾波電容ClO和電阻R9相連之后，連接到晶閘管Ql的兩端，濾波電容C15和電阻R25相連之后，連接到晶閘管Q2的兩端，濾波電容C16分別和電阻R26相連之后，連接到晶閘管Q3的兩端。光電f禹合器信號(hào)單向傳輸,輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定；晶閘管可以進(jìn)行可控整流，當(dāng)負(fù)載跟蹤電路監(jiān)測(cè)到電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)通過(guò)控制三極管Q4的通或斷控制晶閘管，就可以改變電機(jī)電流。同樣，故障檢測(cè)電路檢測(cè)到故障發(fā)生則斷開(kāi)三極管Q6，晶閘管停止工作，保證電機(jī)安全；欠壓補(bǔ)償電路發(fā)現(xiàn)電路欠壓時(shí)，通過(guò)控制三極管Q5的通或斷進(jìn)行調(diào)節(jié)和補(bǔ)償。本實(shí)用新型中，當(dāng)負(fù)載跟蹤電路中單片機(jī)采樣到電機(jī)工作電流的直流電平高于設(shè)定值時(shí)，說(shuō)明電機(jī)滿(mǎn)載，負(fù)載跟蹤電路中單片機(jī)GPl腳輸出高電平經(jīng)電阻R13到三極管Q4的基極，三極管Q4導(dǎo)通，電機(jī)控制電路不進(jìn)行降壓，電機(jī)全壓運(yùn)行；反之，當(dāng)采樣到電機(jī)工作電流的直流電平低于設(shè)定值時(shí)，負(fù)載跟蹤電路中單片機(jī)的GPl腳輸出低電平，三極管Q4截止，電機(jī)控制電路進(jìn)行降壓操作，電機(jī)降壓運(yùn)行，從而達(dá)到實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)載，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)電壓到最節(jié)電狀態(tài)。同時(shí)，負(fù)載跟蹤電路中可以智能匹配各種電機(jī)，適用范圍廣。智能匹配成功后單片機(jī)GPO腳輸出高電平經(jīng)電阻R12連接到設(shè)置指示燈LED2，設(shè)置指示燈亮；節(jié)能方式工作時(shí)，單片機(jī)GP5腳經(jīng)電阻Rll連接到節(jié)能指示燈LED1，節(jié)能指示燈亮。當(dāng)故障檢測(cè)電路中的單片機(jī)采樣到GP1、GP2、GP4三個(gè)腳中任意兩個(gè)的電壓差值超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，或者發(fā)現(xiàn)其中一相電流過(guò)大和過(guò)小時(shí)，說(shuō)明出現(xiàn)過(guò)流、缺相或電路斷路等故障，單片機(jī)GPO腳輸出低電平經(jīng)電阻R38到三極管Q6的基極，三極管Q6截止，電機(jī)控制電路中光耦JP3、JP4、JP9停止工作，達(dá)到自動(dòng)斷電的功能，從而控制電機(jī)停止工作，保護(hù)電機(jī)安全。同時(shí)，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到故障發(fā)生時(shí)，單片機(jī)GPl腳輸出高電平經(jīng)電阻R45連接到故障報(bào)警指示燈D14，故障報(bào)警指示燈亮。當(dāng)欠壓補(bǔ)償電路中的單片機(jī)采樣到GP4腳的電壓信號(hào)，判斷電機(jī)工作電源電壓不足380V時(shí)，欠壓補(bǔ)償電路中的單片機(jī)GPO腳輸出高電平，經(jīng)電阻R37到三極管Q5的基極，三極管Q5導(dǎo)通，電機(jī)控制電路中光耦JP2工作，進(jìn)行補(bǔ)償，將電機(jī)兩端電壓補(bǔ)償?shù)皆O(shè)定值。本實(shí)用新型中，當(dāng)點(diǎn)擊輕載啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)電容C9、C13、C14延時(shí)供電，光耦JP1、JP2不工作，晶閘管的導(dǎo)通角較小，電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)；滿(mǎn)載啟動(dòng)時(shí)，光耦JPl工作，不進(jìn)行延時(shí)，電 機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)。壓敏電阻R8、R23、R24耐壓值為470V，當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)自動(dòng)短路，具有抗浪涌的功能，有效保護(hù)晶閘管和電機(jī)。
權(quán)利要求1.電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置，其特征在于包括直流電源電路、負(fù)載跟蹤電路、故障檢測(cè)電路、欠壓補(bǔ)償電路和電機(jī)控制電路；直流電源電路分別為負(fù)載跟蹤電路、故障檢測(cè)電路、欠壓補(bǔ)償電路和電機(jī)控制電路提供工作電源；負(fù)載跟蹤電路的電流互感器的源端接電機(jī)電源電路兩端，故障檢測(cè)電路的三只電流互感器的源端分別和三相交流電一一相相連，欠壓補(bǔ)償電路的信號(hào)輸出接電機(jī)控制電路的輸入端，電機(jī)控制電路的三相輸出端分別各自連接一只光率禹。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置，其特征在于所述負(fù)載跟蹤電路主要由單片機(jī)U1、電流互感器TL1、高頻抑制電容C3、運(yùn)算放大器U4B、微調(diào)電阻R46、節(jié)能指示燈LED1、設(shè)置指示燈LED2、整流二極管D5和濾波電解電容C12組成；電流互感器Tl初級(jí)的兩個(gè)輸入端連接在電機(jī)工作電流上，次級(jí)與運(yùn)算放大器U4B的同相端、反相端分別連接，運(yùn)算放大器U4B為反相放大器，運(yùn)算放大器U4B的輸出放大的交流電壓信號(hào)端連接整流二極管D5，在整流二極管D5的輸出端連接高頻抑制電容C3 ;微調(diào)電阻R46的兩端并聯(lián)在高頻抑制電容C3的兩端，微調(diào)電阻R46的調(diào)節(jié)端連接單片機(jī)Ul的GP4端；節(jié)能指示燈LEDl和設(shè)置指示燈LED2分別通過(guò)分壓電阻連接在單片機(jī)Ul的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置，其特征在于所述故障檢測(cè)電路包括單片機(jī)U2、三只電流互感器TL2、TL3、TL4、電壓取樣電阻R28、R29、R30、整流二極管D8、D9、D11、濾波電容C4、C6、C7和故障報(bào)警指示燈D13 ;三只電流互感器TL2、TL3、TL4的兩個(gè)輸入端分別連接在電機(jī)工作電流的三相輸入端，三只電流互感器TL2、TL3、TL4的次級(jí)分別與電壓取樣電阻R28、R29、R30連接，整流二極管D8和濾波電容C4串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R28的兩端，整流二極管D9和濾波電容C6串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R29的兩端，整流二極管Dll和濾波電容C7串聯(lián)后并聯(lián)在電壓取樣電阻R30的兩端，整流二極管D8、D9、D11的負(fù)極端分別與單片機(jī)U2的GP1、GP2、GP4端連接；故障報(bào)警指示燈D13連接在單片機(jī)U2的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置，其特征在于所述欠壓補(bǔ)償電路包括單片機(jī)U3、電壓互感器T2、運(yùn)算放大器U4A、整流二極管D10、濾波電解電容C5以及欠壓指示燈D14 ；電流互感器T2初級(jí)的兩個(gè)輸入端連接在電機(jī)工作電流上，次級(jí)與運(yùn)算放大器U4A的同相端、反相端分別連接，運(yùn)算放大器U4A輸出放大的交流電壓信號(hào)端連接整流二極管DlO的正極端，在整流二極管DlO的負(fù)極端分別連接濾波電解電容C5和單片機(jī)U3的GP4端采樣端口，欠壓指示燈D14連接在單片機(jī)U3的GPl端。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置，其特征在于所述電機(jī)控制電路包括光電耦合器 JPI、JP2、JP3、JP4、JP5、JP6、JP7、JP8、JP9、晶閘管 Ql、Q2、Q3，滿(mǎn)載指示燈 D12、三極管Q4、Q5、Q6、延時(shí)電容C9、C13、C14、壓敏電阻R8、R23、R24、限流電阻R31、R32、R2以及濾波電容CIO、C15、C16 ;直流電源電路的輸出端分別通過(guò)限流電阻R31、R32、R2分別對(duì)應(yīng)接光電耦合器JP3、JP2、JP1的I腳，光電耦合器JP3、JP2、JP1的2腳分別接光電耦合器JP4、JP8、JP5的I腳，其中光電耦合器JPl的2腳和光電耦合器JP5的I腳之間連接滿(mǎn)載指示燈D12，光電耦合器JP4、JP8、JP5的I腳分別接光電耦合器JP9、JP7、JP6的I腳；三極管Q4、Q5、Q6的發(fā)射極接地，三極管Q4、Q5、Q6的集電極分別與光電耦合器JP6、JP7、JP9的2腳相連；晶閘管QU Q2、Q3的陽(yáng)極分別接光電耦合器JP3、JP4、JP9的6腳；晶閘管Ql的陰極經(jīng)延時(shí)電容C9及電阻R5接JP3的4腳，晶閘管Q2的陰極經(jīng)延時(shí)電容C13及電阻R17接JP4的4腳，晶閘管Q3的陰極經(jīng)延時(shí)電容C14及電阻R18接JP9的4腳；在晶閘管Q1、Q2、Q3的兩端分別接壓敏電阻R8、R23、R24 ;濾波電容ClO和電阻R9相連之后，連接到晶閘管Ql的兩端，濾波電容C15和 電阻R25相連之后，連接到晶閘管Q2的兩端，濾波電容C16分別和電阻R26相連之后，連接到晶閘管Q3的兩端。
專(zhuān)利摘要電動(dòng)機(jī)程控節(jié)能裝置，涉及電動(dòng)機(jī)的挖制技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括直流電源電路、負(fù)載跟蹤電路、故障檢測(cè)電路、欠壓補(bǔ)償電路和電機(jī)控制電路；直流電源電路為電路提供5V和12V電壓，保證其他各電路良好運(yùn)作；在負(fù)載跟蹤電路中，通過(guò)電流互感器監(jiān)測(cè)電機(jī)電流從而判斷電機(jī)為輕載或滿(mǎn)載；故障檢測(cè)電路中三只電流互感器檢測(cè)是否有過(guò)流、缺相等問(wèn)題出現(xiàn)；欠壓補(bǔ)償電路的信號(hào)輸出接電機(jī)控制電路的輸入端，電機(jī)控制電路通過(guò)光耦控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制電機(jī)電壓。直流電源電路為電路提供5V和12V電壓，保證其他各電路良好運(yùn)作。
文檔編號(hào)H02P1/26GK202455301SQ20122006279
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者唐開(kāi)遠(yuǎn), 朱金榮, 王斌, 王筱林, 蔣偉, 香妹 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué), 江蘇煌明能源科技有限公司