[发明专利]电动机智能节电保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动机节电保护装置，尤其是涉及一种工业和民用机械设备中的电动机智能节电保护装置。

背景技术

在各行各业的机械设备中，绝大部份使用电动机作为传动装置。根据标准，几乎所有的机械设备在配置电动机时，均须依据机械设备在实际运行过程中的最大负荷选配电动机，并对电动机的功率配置留有一定的余量，以满足机械设备在实际运行过程中的最大需求。同时，机械设备在实际运行过程中，一般为不恒定负载或负载在经常变化的工况下运行。另一方面，电动机在启动时，将产生较大瞬流，一般为额定电流的5～7倍，这就产生了相当的能量损耗，浪费了大量的电能。

现有电动机节电装置主要采用Y/Δ转换方法控制电动机绕组，以达到节电目的。由于此类产品无法实时检测负载状况，对负载进行动态跟踪，因而节电效果欠佳。还有一种通过调整晶闸管导通角，对电压进行调节，以达到节电目的方法。此技术产品的主要不足是，在降低电压的同时，电动机的扭矩力也相应降低，当电动机在运行过程中，其突加负载超过一定值时，电流会成倍上增，反而导致更大的电能耗损。目前，有一种变频调速装置，通过预设的频率参数值，实现对电动机的调速控制，同时也具有一定的节电功能。由于此装置的主要设计功能是以实现对电动机调速控制，以满足其特定工况负载，如风机、水泵、空调等，故须根据需要，由操作者预设频率参数，以达到所需的电动机转速。由于该装置不具备负载自动跟踪，实时自动调控功能，所以对运行中经常变化的负载一般不适用，不能达到节电的目的；另一方面，该技术产品在实用中专业性较强，操控较为繁琐，须根据不同的需要预设不同的参数值，因而操作难度较大，不易普及；第三，人机对话方式为数码代号，对操作者不直观且难记，增加了操控难度；第四，功能扩展局限性较大，需要通过外围装置实现其功能扩展，增加了用户的采购成本；第五，功率元件保护电路设计欠合理，容易烧毁功率元件，因此，产品质量无法得到可靠保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的缺陷，提供一种节电效果好，操作简便，工作可靠的电动机智能节电保护装置。

本发明的技术方案是：其包括主电源电路、开关电源电路、功率驱动电路、微处理器、PWM生成电路、保护电路、电源检测电路、功能扩展口、参数设置控制器、显示器，所述主电源电路的输出端分别与功率驱动电路和开关电源的输入端连接，开关电源电路的输出端分别与功率驱动电路、微处理器、PWM生成电路、保护电路、电源检测电路、显示器的输入端连接；功率驱动电路的输入端分别与PWM生成电路、微处理器和开关电源电路的输入端连接，输出端与保护电路的输入端连接；微处理器的输入端分别与功率驱动电路、保护电路、电源检测电路、参数设置控制器、开关电源电路的输出端连接，输出端分别与PWM生成电路和显示器的输入端连接；所述功能扩展口的输入端与开关电源电路的输出端连接，输出端与所述微处理器的输入端连接。

所述微处理器中存储有电机运行和节电参数标准数据库，运行时，微处理器首先探测负载电机的类型，将反馈回来的数据与标准数据库的相应类型电机的相应数据进行分析比较，自动调取相应类型电机的运行和节电参数数据，按该类型电机节电参数数据来初始运行；如果数据库没有所测负载电机的类型，微处理器将自动从标准数据库中选择符合该电机的运行参数和节电参数，以达到匹配；当设置的参数和探测的参数反馈到微处理器时，微处理器将实时进行分析处理，给出相应的指令，并输入显示器显示。

其工作步骤为：CPU初始化后，进行设备自检，电源检测正常后CPU输出初始运行数据给SPWM脉冲形成电路，产生所需的IGBT驱动信号，经光电隔离、功率放大后加到IGBT的控制输入端，使IGBT驱动负载运行，将运行状态数据传送至显示器显示；同时，(1)检测电流采样反馈回来的信号，分别与设定的电机过载、设备过载保护值作比较和将输出信号与反馈信号作比较，将设备实时调整至最佳节能运行状态(主动式自动跟踪节能调节方式)；(2)接收电源检测信号，与设定的过压保护值和欠压保护值作比较，并作出相应的处理；(3)探测IGBT短路保护部分是否输出短路保护信号；电机上的温度传感器是否有过热信号输出；设备散热器上的温度传感器是否有过热信号输出；(4)检测控制输入端，是否有启动、停机、急停、复位信号输入，将上述检测数据分析处理后，进行到下一运行检测周期。