[发明专利]交流电动机动态高效节电装置无效

专利信息
申请号: 201110377306.5 申请日: 2011-11-24
公开(公告)号: CN102412779A 公开(公告)日: 2012-04-11
发明(设计)人: 谭勋琼;唐佶;袁剑辉 申请(专利权)人: 长沙理工大学
主分类号: H02P25/16 分类号: H02P25/16
代理公司: 长沙丁卯专利代理事务所(普通合伙) 43211 代理人: 陈小莲
地址: 410000 湖南省*** 国省代码: 湖南;43
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摘要:
搜索关键词: 交流电动机 动态 高效 节电 装置
【说明书】:

技术领域

本发明技术涉及交流电动机节能技术领域。具体涉及一种交流电动机动态高效节电装置。

背景技术

对于用户允许交流电动机调速的高效节电器,目前已经广泛采取变频调速器,在负载有节电空间时,改变速度节能,多年来已证实是行之有效的节电办法。但对不允许改变交流电动机转速的用户,目前采用的节能手段大都是在电源供电至电动机主回路之间串接可控硅或IGBT等电力电子器件,或采用电抗器、磁饱和电抗器等非线性电磁器件;根据负载轻或重改变上述器件上的电压降,负载重则上述器件上的电压降小,负载轻则上述器件上的电压降大;从而电源施加在电动机上的电压就会使电动机始终在经济状态下运转达到节能目的,但这种节电方法存在下述问题:①节电率低;②产生谐波污染电网;③采用非线性器件降低主电源至电动机的供电电压,根据下述电动机典型转矩公式:

T=K·Φ·I·cosφ           

式中:T-电动机电磁转矩(牛·米);K-电磁转矩系数;Φ-定子磁通量 I -转子电流; cosφ-转子功率因数。

由上式可知,当输入电机定子电压降低,定子绕组匝数是不变的(即阻抗不变)所以电压降低,就会使定子电流减少即定子的安培·匝数减小,其结果必导致Φ减少,转子切割Φ产生的I相应减小,两者乘积使电磁转矩T绝对值就会减小,所以采用上述简单的降压节能方法,除节能效率低外,在负载突变时这种降压节能方法,因转矩减小易造成失步或堵转,使电动机不能正常运转。采用上述电力器件和非线性电磁器件均属非线性器件,都会产生严重谐波,除污染电力网外还会影响附近电子设备运行,同时电动机在谐波作用下,自身损耗增大,使节电率无法提高。

与本发明最接近的专利技术是: 2002年6月12日中国实用新型专利授权公开的一种“三相交流异步电动机节电器”,授权公告号CN2495060Y;是在电动机与三相电源之间连接有三相电抗器或串接自耦变压器,电抗器分别与大功率模块电路连接,大功率模块电路与探测自动控制电路连接,探测自动控制电路与电动机自控电路连接,探测自动控制电路与电动机相连。虽然该专利称节电器为电动机供电的方式,始终是正弦波供电,可以节电。但从电路图上可以看出在三相电抗器上接有非线性器件的大功率模块电路,还是避免不了产生谐波污染电网的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:当不允许改变交流电动机转速的用户,可以采取降压节能措施时,要设法解决因电压降低,引起交流电动机定子电流减小,带来定子主磁通Φ减小,使电动机电磁转矩减小,输出功率下降的问题,提出了一种交流电动机动态高效节电装置,该节电器可以克服现有技术的降压节能器件因非线性器件所带来的弊病。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:

一种交流电动机动态高效节电装置,是在电动机与电源之间串接有线性电抗器,线性电抗器由铁芯、三相初级主绕组和分别与初级主绕组相对应耦合的三个控制绕组构成;线性电抗器三相初级主绕组的同名端分别与三相电源连接,末端与电动机的三相输入端子相连;线性电抗器每相的控制绕组同名端接该相初级主绕组的末端,控制绕组的末端设有一个或一个以上抽头,通过选择开关或电路连接其它相的初级主绕组电源端。

进一步地,上述线性电抗器的铁芯,三相可以是单独分开的铁芯,每个铁芯独立设置初级主绕组和控制绕组,铁芯所采用材料可以是矽钢片或其它导磁材料。

进一步地,上述线性电抗器的三相铁芯可以是三柱的铁芯,每柱设置一相初级主绕组和控制绕组。

更进一部上述的三相单独分开的铁芯可以是芯式,也可以是壳式。

更进一部地,若本发明的负载是高压型电动机,则上述的线性电抗器有两组或两组以上,每组线性电抗器均是由铁芯、三相初级主绕组和分别与初级主绕组相对应耦合的三个控制绕组构成;每组线性电抗器三相初级主绕组的同名端分别与三相电源连接,末端与电动机的三相输入端子相连;每组线性电抗器每相的控制绕组同名端接该相初级主绕组的末端,控制绕组的末端设有一个或一个以上的抽头,通过选择开关或电路连接其它相的初级主绕组同名端;第一组线性电抗器三相初级主绕组的同名端接三相电源,第二组或第二组以上线性电抗器三相初级主绕组的同名端接前面一组线性电抗器三相初级主绕组的末端,第二组或第二组以上线性电抗器三相初级主绕组的末端接高压型电动机。

更进一部地,当只采用上述三相交流电动机动态高效节电装置其中的一相部件,而电源仅使用一相交流电和零线组成供电形式,即为单相交流异步电动机电磁式动态高效节电器。

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