專利名稱：低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)變頻節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流低壓三相異步電動(dòng)機(jī)，尤其涉及低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的變頻節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
目前的三相異步電動(dòng)機(jī)采用的控制方式和工作方式可分為以下幾種a、直接啟動(dòng)控制方式，工頻運(yùn)行；b、星三角啟動(dòng)控制方式，工頻運(yùn)行；C、自耦變壓器啟動(dòng)控制方式，工頻運(yùn)行；d、頻敏變阻器啟動(dòng)控制方式(轉(zhuǎn)子線繞式異步電機(jī))，轉(zhuǎn)子變頻啟動(dòng)(頻率差較大)，工頻運(yùn)行；e、軟啟動(dòng)控制方式，工頻運(yùn)行。上述幾種控制方式中，a、b類啟動(dòng)方式適用于小功率電動(dòng)機(jī)或負(fù)載較輕的應(yīng)用場(chǎng)所，c、d、e類啟動(dòng)方式適用于電機(jī)功率較大或負(fù)載較重的應(yīng)用場(chǎng)所。以上五種控制方式都存在一定的缺點(diǎn)a、b、c類啟動(dòng)控制方式，在控制負(fù)載機(jī)械特性上不可避免的存在很大的機(jī)械沖擊， 對(duì)于機(jī)械加工類，容易造成齒輪的沖擊性損壞或損傷、皮帶打滑磨損；對(duì)于風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載， 容易造成風(fēng)機(jī)風(fēng)葉瞬間加速而變形，以及水泵瞬間抽水對(duì)管道產(chǎn)生水錘效應(yīng)而造成管道破裂或累計(jì)性損傷。而且負(fù)載的功率因數(shù)和負(fù)載功率無(wú)法調(diào)節(jié)，不具備節(jié)能性能；d、e類控制方式在負(fù)載機(jī)械特性上比較平緩，控制電機(jī)的電流也控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，但負(fù)載的功率因數(shù)和負(fù)載功率無(wú)法調(diào)節(jié)，不具備節(jié)能性能。綜上所述，現(xiàn)有的三相異步電動(dòng)機(jī)采用的控制方式對(duì)負(fù)載的功率因數(shù)和負(fù)載功率都無(wú)法調(diào)節(jié)，節(jié)能性能不佳。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上缺陷，本發(fā)明提供一種低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的變頻節(jié)能裝置， 解決現(xiàn)有的三相異步電動(dòng)機(jī)控制方式對(duì)負(fù)載的功率因數(shù)和負(fù)載功率無(wú)法調(diào)節(jié)的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)變頻節(jié)能裝置，包括異步電動(dòng)機(jī)、交流接觸器和斷路器，還包括變頻器，異步電動(dòng)機(jī)、變頻器、交流接觸器和斷路器彈性依次串聯(lián)相接。本發(fā)明通過(guò)變頻器的應(yīng)用，可在以下三個(gè)方面產(chǎn)生節(jié)能效果1、變頻節(jié)能由流體力學(xué)可知，P (功率)=Q (流量)XH(壓力)，流量Q 與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比。如果水泵的效率一定， 當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速N可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率P成立方關(guān)系下降，即水泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。例如一臺(tái)水泵電機(jī)功率為55KW，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的4/5時(shí)，其耗電量為28. 16KW，省電48.8%，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的1/2 時(shí)，其耗電量為6. 875KW，省電87. 5 %。因此，在本發(fā)明中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而達(dá)至IJ快速降低功耗的目的2、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無(wú)功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，由公式P = SXCOSO, Q = SXSINO，其中S-視在功率，P-有功功率，Q-無(wú)功功率，COSO-功率因數(shù)， 可知COSO越大，有功功率P越大，普通水泵電機(jī)的功率因數(shù)在0. 6-0. 7之間，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，COSO ^ 1，從而減少了無(wú)功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。3、變頻軟啟動(dòng)節(jié)能在電機(jī)直接啟動(dòng)或星三角啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流約等于4-7倍額定電流，這樣會(huì)對(duì)機(jī)電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高。啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流導(dǎo)致的震動(dòng)對(duì)擋板和閥門的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過(guò)額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門的使用壽命，節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。


下面根據(jù)實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是直接啟動(dòng)和星三角啟動(dòng)的控制和運(yùn)行電氣圖；圖2是自耦減壓?jiǎn)?dòng)和頻敏變阻器啟動(dòng)的控制和運(yùn)行電氣圖；圖3是本發(fā)明所述變頻節(jié)能裝置的控制和運(yùn)行電氣圖。圖中1、異步電動(dòng)機(jī)；2、熱繼電器；3、交流接觸器；4、斷路器；5、自耦變壓器；6、頻敏變阻器；7、變頻器。
具體實(shí)施例方式如圖3所示，給出了本發(fā)明所述低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)變頻節(jié)能裝置的一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)變頻節(jié)能裝置，包括異步電動(dòng)機(jī)1、交流接觸器3、斷路器4和變頻器7，異步電動(dòng)機(jī)1、變頻器7、交流接觸器3和斷路器4 彈性依次串聯(lián)相接。如圖1所示，直接啟動(dòng)時(shí)，直接通過(guò)交流接觸器3啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)1運(yùn)行，熱繼電器2作為異步電動(dòng)機(jī)1熱過(guò)載保護(hù)。星三角啟動(dòng)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)1處于星形減壓?jiǎn)?dòng)方式， 延時(shí)啟動(dòng)完畢后異步電動(dòng)機(jī)1處于三角形運(yùn)行方式。如圖2所示，自耦減壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)1處于自耦變壓的65%抽頭的降壓?jiǎn)?dòng)方式，當(dāng)延時(shí)啟動(dòng)或電流下降到設(shè)定值后異步電動(dòng)機(jī)1全壓運(yùn)行，此時(shí)自耦變壓器5停止運(yùn)行。頻敏變阻器6啟動(dòng)時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)1線繞轉(zhuǎn)子的繞組通過(guò)異步電動(dòng)機(jī)1的集電環(huán)串聯(lián)到頻敏變阻器6的繞組中，此時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速差大，電流頻率較大，異步電動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)呈現(xiàn)硬特性，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，當(dāng)啟動(dòng)完畢后，頻敏變阻器6停止運(yùn)行，異步電動(dòng)機(jī)1的線繞轉(zhuǎn)子的繞組通過(guò)異步電動(dòng)機(jī)1的集電環(huán)，被交流接觸器3短接，此時(shí)異步電動(dòng)機(jī)1處于全壓運(yùn)行狀態(tài)。如圖3所示，為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，異步電動(dòng)機(jī)1的啟動(dòng)和運(yùn)行均處于變頻控制狀態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)頻率受變頻器7的設(shè)定參數(shù)決定。本發(fā)明通過(guò)將原 變頻器接入低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載的功率因數(shù)和負(fù)載功率的調(diào)節(jié)控制，相對(duì)原有的控制系統(tǒng)具有更好的節(jié)能效果。
權(quán)利要求
1.低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)變頻節(jié)能裝置，包括異步電動(dòng)機(jī)、交流接觸器和斷路器，其特征在于還包括變頻器，異步電動(dòng)機(jī)、變頻器、交流接觸器和斷路器彈性依次串聯(lián)相接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)變頻節(jié)能裝置，包括異步電動(dòng)機(jī)、交流接觸器和斷路器，還包括變頻器，異步電動(dòng)機(jī)、變頻器、交流接觸器和斷路器彈性依次串聯(lián)相接。本發(fā)明通過(guò)將原變頻器接入低壓三相異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)負(fù)載的功率因數(shù)和負(fù)載功率的調(diào)節(jié)控制，相對(duì)原有的控制系統(tǒng)具有更好的節(jié)能效果。
文檔編號(hào)H02P1/30GK102364872SQ20111035657
公開日2012年2月29日 申請(qǐng)日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者劉彩, 柯有璽, 潘書祥, 裴古炎 申請(qǐng)人:安徽禾田電氣有限公司