[发明专利]一种新型电机软启动型智能节电控制器

说明书

技术领域

本发明涉及电机节电装置，尤其涉及一种新型电机软启动型智能节电控制器。

背景技术

工业和商业用于驱动的电机绝大多数都是笼形交流感应电机。在这些应用中，很少电机始终在额定条件下运行。通常选择的标准是使电机的标称均高于驱动负载的最大需求。

由于这些原因，所选择的电机几乎一定是超出标准的，当提供额定电压时，即使满负荷运行也有节电空间。此外，有些应用中负荷本来就是有变化的，而选择的电机大小必须能满足最大负荷时的需求，尽管最大负荷只是间断出现，而其它时间电机在小负荷状态运行。由于电机产生的转矩与供电电压的平方成正比，降低端电压将减少转矩。而降低端电压，实际上是降低了电机的额定输出功率，也意味着所需磁场能量的减少。但目前的电机节电器一般不具备完善的软启动软停机功能，因而可以利用这一原理，设计出一种电机节电器在空载和大多数负荷情况下保持较高恒定的电机效率，用以达到节能的效果。 

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种新型电机软启动型智能节电控制器，这种节电控制器基于YDSAVE算法实现电机软启动以及软启动完成后在线智能能源控制输出，创造性地将电机软启动软停机与启动完成后智能能源控制输出两者结合于一体，使电机始终运行在最佳优化匹配状态，避免能源浪费。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种新型电机软启动型智能节电控制器，包括软启动模块和智能控制模块，软启动模块与智能控制模块结合在一起，共同控制电机的运行状态。

所述智能节电控制器，利用YDSAVE高斯模糊理论比较算法，集强大的软启动功能与在线能源管理系统，优化控制与输出。在电机进行软启动完成后，自动进入节能模式，也可根据需要进入非节能模式，通用操作面板来切换。

电机软启动型智能节电控制器在运行在节能模式时中，在线实时检测负载状态，在能源管理系统高速运算与调整下，闭环控制输出电压大小，使电机始终处于高效节能、平衡运行，负载响应快速的优化运行状态。

在轻负载情况下电机电压自动降至最低需求而转速保持恒定，降低了不必的损耗。如果负载增加，电压将自动上升以防止电机失速。电机节电器通过检测电机的电压和电流实现闭环控制，因为电机电路是电感电路，所以电压和电流波形存在时间差，而且负载越轻，电流滞后于电压越大。空载时电机的效率最低，电流和电压波形间的相位差也最大。电机节电器连续监控电机电压和电流之间的相位角，依据负荷的变化改变相位角。电机节电器通过电压控制模块来控制电压、电流，使磁滞损耗最小化，相位角回到最小位置，电机效率提高，安装了电机节电系统以后，通常能达到20%-45%的节电效果。

在电机节电器不断检测电压电流相角大小与输出电压高低的控制过程中，两者之间的匹配十分重要。在一定的负载状态下，输出电压过高，节能效果不理想，输出电压过低，电机会失速甚至会烧坏电机，在以前国内做的节电器应用过程中，就有众多烧坏电机或节电率低的现象。所以电压电流相角的大小与输出电压高低之间的运算方法尤为重要。YDSAVE高斯模糊理论比较算法应用于该系统中，与其他算法相比，具有计算时间短，运行效率高，应用于电机软启动型智能节电控制器，电机运行平衡，负载响应快等优点。

所述高斯模糊理论是对指定目标和目标周围值进行加权平均来得到最终结果，使用高斯分布作为滤波器。高斯分布即为正态分布，正态分布密度函数如下：

其中：σ为标准差，σ越大，采样范围越大。这个函数的结果表示采样值在X时的的权重，或者说在运算处理后目标周围值分别将产生多少的贡献来影响目标值。

以高斯模糊理论为基础的YDSAVE高斯模糊理论比较算法就是根据不断检测出的分布数据规律，进行一定程度的预判，并及时对电压电流进行调整，使其符合电机的需求。

所述电机的软启动除了具备电机专用的软启动器的所有功能外，还具备特有的“蹬启动”功能来实现大转矩负载的启动，所述的蹬启动就是在启动电机的时候，瞬间由软启动模块提供一个接近与额定电压的启动电压，并保持一定的时间作为蹬启动时间，然后将电压降到正常的水平再缓缓上升，使电机有足够的启动速度后保持一定惯性的启动，在电压达到额定电压后电机正常运行。整个过程就够降低电机启动的负载，从而节约启动时消耗的电能。

有益效果：

本发明使用简便，智能化程度高，能主动进行电机运行电压电流及相位等参数调整。参数的优化调整，能使产品运行更加稳定，能源利用效率更高，同时可以自动适用和匹配各种不同工况，达到最佳的运行效果，使操纵更加简便，安全，可靠。