[发明专利]电机智能控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种节电器，特别是一种用于电机定速运行的电机智能控制器。

背景技术

在工农业生产中，广泛使用三相异步电动机作为动力，在电机作为动力的机械设备中，普遍按照机械设备可能产生的最大功率来配置电机，在实际使用的过程中满载的情况很少，大多数情况电机都在轻载情况下运行，造成了电能的浪费，而电机在运行过程中，有变速运行和定速运行两种方式，对与需要变速运行的电机，人们普遍采用变频器来解决变速运行和节能的问题，而定速运行的电机，变频器并不适用，为解决定速运行的电机节能问题，普遍采用轻载降压重载升压的方式解决，但在如何检测电机轻、重载状态，并自动升、降电压方面，方式很多，效果也不是很理想。

发明内容

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种可根据电机负载变化自动调节电机输出功率的电机智能控制器，它具有高的运行稳定性、全自动调节并具有良好的节电效果。

根据第一方面，本发明的电机智能控制器包括向电机供电的第一至第三相电L1、L2和L3，连接在所述第一相电L1与电机第一相电W之间的第一可控硅KP1，连接在所述第二相电L2与电机第二相电V之间的第二可控硅KP2，以及连接在所述第三相电L3与电机第三相电U之间的第第三可控硅KP3，还包括：

利用同步基准信号得到功率因数的装置；以及

根据所得到的功率因数控制所述第一至第三可控硅KP1、KP2和KP3的导通角从而动态调整电机输入电压的装置。

由于当电机空载时，功率因数很低，只有0.18，而电机轻载、重载时，功率因数升高，满载时功率因数达到0.87左右，因此可以通过检测电机功率因数的大小判断电机负载的状态。

本发明通过适时检测三相异步电机负载功率因数，适时判定电机负载功率的大小，通过控制可控硅导通角，动态调整电机输入电压，以达到节能目的。

根据第二方面，本发明的电机智能控制器包括向电机供电的第一至第三相电L1、L2和L3，连接在所述第一相电L1与电机第一相电W之间的第一可控硅KP1，连接在所述第二相电L2与电机第二相电V之间的第二可控硅KP2，以及连接在所述第三相电L3与电机第三相电U之间的第第三可控硅KP3，还包括：

同步信号检测电路，用于检测第一相电L1的电压过零点，并以此作为同步基准信号；

功率因数检测电路，用于检测流经第一可控硅KP1的电流过零点，并通过单片机计算所述电流过零点与所述同步基准信号的时间差，得到功率因数；

电机重载检测电路，用于在所述电机第一相电W上检测电机负载电压过零点，并通过所述单片机计算所述电机负载电压过零点与所述同步基准信号的时间差，得到电机重载；

可控硅触发控制电路，用于依据所得到的功率因数和/或电机重载控制所述第一至第三可控硅KP1、KP2和KP3的导通角，从而动态调整电机输入电压。

本发明的电机智能控制器还包括缺相检测电路，所述缺相检测电路分别检测流经第一可控硅KP1、第二可控硅KP2和第三可控硅KP3的电流过零点，并通过所述单片机判断流经三个可控硅的电流过零点是否缺失。

其中，对于频率为50Hz的三相电，所述功率因数＝(第一可控硅KP1电流过零点发生时刻-同步基准信号发生时刻)÷56(ns)。

其中，所述单片机计算电机负载电压过零点与所述同步基准信号的时间差的变化，并且将所述变化的突然变小确定为电机重载。

其中，所述同步信号检测电路包括：连接所述第一相电L1端的限流电阻；对经由所述限流电阻的第一相电L1进行嵌位的嵌位二极管；以及根据所述正向嵌位二极管或反向嵌位二极管的嵌位电压启动所述单片机生成所述同步基准信号发生时刻的触发器。

其中，所述功率因数检测电路是电流过零点检测电路，包括：经由所述第一相电L1端和电机第一相电W端并联连接所述第一可控硅KP1的包括限流电阻的二极管桥路；连接在所述二极管桥路输出的触发器；其中所述触发器依据所述第一可控硅KP1导通时刻二极管桥路的输出电压，启动所述单片机生成第一可控硅KP1电流过零点发生时刻。

其中，所述单片机通过计算从同步基准信号发生时刻到第一可控硅KP1电流过零点发生时刻的持续时间，然后将所述持续时间除以三相电的360度周期的1度的时间，得到功率因数。

其中，所述电机重载检测电路包括：连接所述电机第一相电W端的限流电阻；对经由所述限流电阻的电机第一相电W进行嵌位的嵌位二极管；以及根据所述正向嵌位二极管或反向嵌位二极管的嵌位电压启动所述单片机生成电机重载发生时刻的触发器。