專利名稱：實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)中動(dòng)力設(shè)備運(yùn)行的節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其適用于電動(dòng)機(jī)、 風(fēng)機(jī)、水泵等電機(jī)設(shè)備的一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
在目前我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展過(guò)程中，電力的發(fā)展已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定性因素之一。在我國(guó)的GDP增長(zhǎng)過(guò)程中，單位GDP的能耗過(guò)高已經(jīng)影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，因此發(fā)展電力和節(jié)約電能必將成為我國(guó)今后長(zhǎng)期發(fā)展的基本方針。目前，從電網(wǎng)輸送、區(qū)域供電到末端用戶群都存在著較多的能源浪費(fèi)現(xiàn)象。第一， 發(fā)電站為避免長(zhǎng)距離送電過(guò)程中的電路損耗，要以較高的電壓傳送，以確保末端用戶達(dá)到額定電壓，導(dǎo)致實(shí)際電壓往往高于用戶需求的額定電壓。第二在區(qū)域供電的范圍內(nèi)，即末端的用戶群中，由于開工狀況不同，通常只有70-80%的用戶承載著100%的電力供應(yīng)，致使電力的配量進(jìn)一步過(guò)剩。第三，對(duì)于某一具體單位的電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，為了保護(hù)用電高峰時(shí)設(shè)備正常工作，往往要求變壓器的輸出電壓高于電動(dòng)機(jī)的額定電壓，因此在這種供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行過(guò)程中，常常造成電動(dòng)機(jī)的用電量和電源供電量之間的嚴(yán)重的能量不匹配狀態(tài)。尤其是當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于空載、輕載和中等程度的負(fù)載時(shí)，這種能量的不匹配狀況將更為突出。為了解決上述用電設(shè)備的電能浪費(fèi)問(wèn)題，國(guó)外自十九世紀(jì)四十年代即開始了節(jié)能技術(shù)的研究，我國(guó)也于上世紀(jì)六十年代初期開展了相應(yīng)的節(jié)能新技術(shù)研究。經(jīng)歷了六十年的發(fā)展，到目前為止，已經(jīng)先后出現(xiàn)了多種類型的節(jié)能技術(shù)和節(jié)電設(shè)備，如電容補(bǔ)償、星角轉(zhuǎn)換調(diào)壓、自藕變壓器降壓、可控硅調(diào)壓、電抗器調(diào)壓、逆變調(diào)壓、諧波和浪涌電流抑制和變頻調(diào)速等一系列節(jié)電技術(shù)。但是到目前為止，這一系列節(jié)電技術(shù)對(duì)于電機(jī)的許多運(yùn)行狀態(tài)節(jié)電要求不適用，如當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在中重載、重載、滿載和超載狀態(tài)下時(shí)(其負(fù)載分別為 65-80%、80-90%、90-100%、101-135%)，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行的功率因數(shù)較高時(shí)(0. 65-0. 98)，當(dāng)恒負(fù)載和恒轉(zhuǎn)矩電機(jī)工作在中重載、重載、滿載和超載狀態(tài)下時(shí)等等。而且這種工作狀態(tài)和運(yùn)行狀況的電動(dòng)機(jī)的數(shù)量約占到社會(huì)擁有電機(jī)總量的80%左右，因此節(jié)能技術(shù)必須尋求新的突破。我們總結(jié)了多方式實(shí)時(shí)調(diào)控負(fù)載(電動(dòng)機(jī))的電流和電壓大小的新的方法，其調(diào)控的可靠性和精確度，決定了節(jié)電設(shè)備的節(jié)電率以及適用于節(jié)電領(lǐng)域的范圍大小。其基本原理是，利用計(jì)算機(jī)控制下的變頻和調(diào)壓實(shí)時(shí)切換和互補(bǔ)，并通過(guò)科學(xué)的線路設(shè)計(jì)，以及各種運(yùn)行參數(shù)的精確計(jì)算，在計(jì)算機(jī)的智能化控制中，實(shí)現(xiàn)了節(jié)電裝置的有效節(jié)電率。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，用于電動(dòng)機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)上，并能夠利用多種節(jié)能實(shí)施方式調(diào)控電源的輸出功率，實(shí)現(xiàn)對(duì)于各類負(fù)載的實(shí)際用電量的精確匹配。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案[0008]一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，具有多組輸入信號(hào)檢測(cè)單元和電機(jī)信號(hào)檢測(cè)單元分別與可編程控制器(MPU)輸入接口相連，所述可編程控制器(MPU)分別通過(guò)數(shù)據(jù)端口與變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置相連；所述變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置的輸出端通過(guò)電容補(bǔ)償裝置、正弦波成型器與輸出信號(hào)檢測(cè)單元相連；所述可編程控制器(MPU)的信號(hào)輸出端通過(guò)旁路系統(tǒng)與輸出信號(hào)檢測(cè)單元的輸出端口相連；所述可編程控制器(MPU)與控制制冷或加熱的溫度控制單元相連。一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，所述三相可控硅調(diào)壓裝置由單片機(jī)89C51和芯片82M編程控制的3個(gè)三相可控硅組構(gòu)成。一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，每組輸入信號(hào)檢測(cè)單元由互感器、電流比較放大器開關(guān)組成。一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，輸出信號(hào)檢測(cè)單元設(shè)置有供運(yùn)行過(guò)中的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和程序更新的寫入PCI接口。一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，正弦波成型器由電感濾波裝置和電磁轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，溫度控制單元由溫度控制器和計(jì)時(shí)器構(gòu)成。一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，所述旁路系統(tǒng)為原市電系統(tǒng)的工作電壓。一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，所述工作電壓為380V，或?yàn)?60V、1140V、 3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V 的電力電壓。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)越性一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，通過(guò)頻率、壓差和脈寬同步精確調(diào)控的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力配電的隨載輸入，同時(shí)能夠自動(dòng)清除供電系統(tǒng)和變頻調(diào)節(jié)后的諧波和浪涌，提高了功率因數(shù)，為動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行提供了高質(zhì)量、清潔節(jié)約的電源。
圖1為實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置的電路方框圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，具有多組輸入信號(hào)檢測(cè)單元和電機(jī)信號(hào)檢測(cè)單元分別與可編程控制器(MPU)輸入接口相連，所述可編程控制器(MPU)分別通過(guò)數(shù)據(jù)端口與變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置相連；所述變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置的輸出端通過(guò)電容補(bǔ)償裝置、正弦波成型器與輸出信號(hào)檢測(cè)單元相連；所述可編程控制器 (MPU)的信號(hào)輸出端通過(guò)旁路系統(tǒng)與輸出信號(hào)檢測(cè)單元的輸出端口相連；所述可編程控制器(MPU)與控制制冷或加熱的溫度控制單元相連。所述三相可控硅調(diào)壓裝置由單片機(jī)89C51和芯片82M編程控制的3個(gè)三相可控硅組構(gòu)成。所述每組輸入信號(hào)檢測(cè)單元由互感器、電流比較放大器開關(guān)組成。所述輸出信號(hào)檢測(cè)單元設(shè)置有供運(yùn)行過(guò)中的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和程序更新的寫入PCI接口。所述正弦波成型器由電感濾波裝置和電磁轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。所述電容補(bǔ)償裝置為電容組。所述溫度控制單元由溫度控制器和計(jì)時(shí)器構(gòu)成。所述旁路系統(tǒng)為原市電系統(tǒng)的工作電壓。所述工作電壓為380V，或?yàn)?60V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V 的電力電壓。使用時(shí)，將多組輸入信號(hào)檢測(cè)單元的互感器接入輸入電網(wǎng)，使檢測(cè)的輸入信號(hào)供節(jié)電裝置系統(tǒng)循環(huán)采樣。節(jié)電裝置內(nèi)部有可供MPU調(diào)控的變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置，通過(guò)電容補(bǔ)償裝置、正弦波成型器和輸出信號(hào)檢測(cè)單元，輸出的正弦波形三相電供三相電機(jī)使用。機(jī)箱中同時(shí)裝載了正弦波成型器和回饋器。單片機(jī)內(nèi)設(shè)有匯編語(yǔ)言編寫的節(jié)電控制程序。本實(shí)用新型裝置通過(guò)頻率、壓差和脈寬同步精確調(diào)控的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力配電的隨載輸入；同時(shí)自動(dòng)清除供電系統(tǒng)和變頻調(diào)節(jié)后的諧波和浪涌，提高了功率因數(shù)為動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行提供了高質(zhì)量、清潔節(jié)約的電源。該節(jié)電裝置在原有線路結(jié)構(gòu)不變，只更換電子元器件的額定值和連接導(dǎo)線的規(guī)格的情況下，其工作電壓可以在 380V、660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V的電力系統(tǒng)中進(jìn)行節(jié)電控制。當(dāng)電流經(jīng)過(guò)正弦波成型器時(shí)，經(jīng)過(guò)其內(nèi)部的電感濾波及電磁轉(zhuǎn)換中的能量交換， 電磁轉(zhuǎn)換由于不產(chǎn)生能量損失，而且這一過(guò)程中不產(chǎn)生新的浪涌干擾和諧波污染，所以當(dāng)電流經(jīng)過(guò)正弦波成型器，其電流和電壓的輸出均為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波形，不僅不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成新的諧波污染，而且還可對(duì)電網(wǎng)原有的諧波加以消除，對(duì)電源進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的電源輸出。當(dāng)負(fù)載為某些對(duì)溫度有特定要求的局部空間和場(chǎng)所時(shí)，則溫度控制器和計(jì)時(shí)器即可根據(jù)該場(chǎng)所的溫度和時(shí)間要求，設(shè)定一套特定的溫度控制和時(shí)間計(jì)量的軟件程序。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，溫度控制和時(shí)間計(jì)量信息即可直接傳送到可編程控制器MPU。經(jīng)過(guò)中央控制其處理后，即發(fā)送出控制信息到對(duì)溫度控制有特定要求的場(chǎng)所，當(dāng)該場(chǎng)所的溫度高于(或低于)某一特定值時(shí)，則制冷系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)即開始對(duì)該場(chǎng)所進(jìn)行制冷或加熱，當(dāng)其溫度低于或高于某一特定值時(shí)，則制冷系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)即停止制冷或加熱，隨著溫度的控制方式的改變，可使負(fù)載達(dá)到更好的節(jié)電效果。當(dāng)設(shè)備運(yùn)行中發(fā)生過(guò)流、過(guò)壓或三相不平衡等情況時(shí)，則電流傳感器即使是將這一信息通過(guò)電流放大器放大后，經(jīng)電流比較放大器進(jìn)一步處理后傳送到中央控制器。經(jīng)過(guò)中央控制器再次處理后寄送出控制信息開啟旁路，設(shè)備將立即停止工作，控制速度達(dá)到10 毫秒，同時(shí)故障指示燈亮，可使電動(dòng)機(jī)得到更好的保護(hù)。本設(shè)備還提供PCI接口以供運(yùn)行過(guò)中的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集和新的程序?qū)懭搿?br> 權(quán)利要求1.一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于具有多組輸入信號(hào)檢測(cè)單元和電機(jī)信號(hào)檢測(cè)單元分別與可編程控制器MPU輸入接口相連，所述可編程控制器MPU分別通過(guò)數(shù)據(jù)端口與變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置相連；所述變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置的輸出端通過(guò)電容補(bǔ)償裝置、正弦波成型器與輸出信號(hào)檢測(cè)單元相連；所述可編程控制器MPU的信號(hào)輸出端通過(guò)旁路系統(tǒng)與輸出信號(hào)檢測(cè)單元的輸出端口相連；所述可編程控制器MPU與控制制冷或加熱的溫度控制單元相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于所述三相可控硅調(diào)壓裝置由單片機(jī)89C51和芯片82M編程控制的3個(gè)三相可控硅組構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于每組輸入信號(hào)檢測(cè)單元由互感器、電流比較放大器開關(guān)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于輸出信號(hào)檢測(cè)單元設(shè)置有供運(yùn)行過(guò)中的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和程序更新的寫入PCI接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于正弦波成型器由電感濾波裝置和電磁轉(zhuǎn)換裝置構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于溫度控制單元由溫度控制器和計(jì)時(shí)器構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于所述旁路系統(tǒng)為原市電系統(tǒng)的工作電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，其特征在于所述工作電壓為 380V，或?yàn)?660V、1140V、3000V、6000V、9000V、10000V、13800V 及 15000V 的電力電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)中動(dòng)力設(shè)備的節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，公開一種實(shí)時(shí)多路精確控制節(jié)電裝置，具有多組輸入信號(hào)檢測(cè)單元和電機(jī)信號(hào)檢測(cè)單元分別與可編程控制器MPU輸入接口相連，所述可編程控制器MPU分別通過(guò)數(shù)據(jù)端口與變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置相連；變頻器和三相可控硅調(diào)壓裝置的輸出端通過(guò)電容補(bǔ)償裝置、正弦波成型器與輸出信號(hào)檢測(cè)單元相連；可編程控制器MPU的信號(hào)輸出端通過(guò)旁路系統(tǒng)與輸出信號(hào)檢測(cè)單元的輸出端口相連；可編程控制器MPU與控制制冷或加熱的溫度控制單元相連。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力配電的隨載輸入，能夠自動(dòng)清除供電系統(tǒng)和變頻調(diào)節(jié)后的諧波和浪涌，提高功率因數(shù)，為動(dòng)力設(shè)備的運(yùn)行提供高質(zhì)量、清潔的電源。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202050384SQ20112016452
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者任俊杰, 黃君佳 申請(qǐng)人:洛陽(yáng)沃能節(jié)電科技有限公司