[发明专利]三相异步电动机智能节电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种三相异步电动机，特别涉及一种三相异步电动机智能节电系统。

背景技术

在当今工业和商业用于驱动的电机绝大多数都是三相异步电动机。此类电机很少始终在额定条件下运行，因此通常该电机的选用标准是，使电机的标称高于驱动负载的最大需求。此外，三相异步电动机在某些使用情况下负载是有变化的，而选择的电机大小必须能满足最大负载需求，其实最大负载运行只是间断出现，而其它时间电机在轻负载状态运行，从而导致电机偏离最佳工况点，运行效率和功率因数降低，造成大量额外的电能浪费。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种三相异步电动机智能节电系统。本发明可以有效提升电机效率和功率，减少无功损耗，延长电机寿命，抑制谐波；此外，采用的人机界面可以使操作简单，管理得心应手。另外，申请人还在中央处理单元和驱动单元之间设置有调节器，且申请人对调节器的具体电路作了改进，改进后的调节器可以有效，还可消除各参数间的相互干扰，提高系统的处理效果。

本发明的技术方案：三相异步电动机智能节电系统，包括中央处理单元、驱动单元、数据检测单元、消谐单元和负载；所述的中央处理单元与驱动单元相连，驱动单元与负载相连，负载分别与数据检测单元和消谐单元相连，数据检测单元分别与中央处理单元和驱动单元相连；所述的驱动单元和中央处理单元之间还设有调节器，所述的调节器包括与中央处理单元相连的输入口U1，U1连接有第一调节电路、第二调节电路和第三调节电路，且第一调节电路、第二调节电路和第三调节电路并联设置，所述的第一调节电路包括与U1相连的电阻R1，R1连接有放大器A1且与A1的负输入端相连，A1的负输入端经电阻R2与A1的输出端相连，A1的输出端还连接有电阻R3；所述的第二调节电路包括与U1相连的滑动电阻RI，RI连接有电阻R4，R4接地；所述的RI的滑动端连接有电阻R5，R5连接有放大器A2且与A2的负输入端相连，A2的负输入端经电容C1与A2的输出端相连，A2的输出端还连接有电阻R6；所述的第三调节电路包括与U1相连的电阻R7,R7连接有电容C2，电容C2连接有放大器A3且与A3的负输入端相连，A3的负输入端还连接有滑动电阻RD，RD经电阻R8与A3的输出端相连，A3的输出端还连接有电阻R9；所述的R3、R6和R9连接有放大器A4且与A4的负载入端相连，A4的输出端与功率放大器相连；A4的输出端连接有滑动电阻RP，RP经电阻R11接地，所述的A4的负输入端还连接有电阻R10，电阻R10与RP的滑动端相连。

上述的三相异步电动机智能节电系统中，所述的中央处理单元还连接有人机界面。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明是一种闭环控制的智能节电系统，采用了电流电压矢量传感动态监控与脉宽调制(PWM)有机结合的独特控制技术，可以动态地调整电机电压和电流的相位角，使电机输出功率与负载转矩精确匹配。能有效避免因电机偏离最佳工况点而造成的电能浪费。本发明通过数据检测单元实时监测电机的各项运行数据，分析负载大小和变化趋势，计算出供给电机的最佳电压和电流，当电机轻载或者运行异常，数据检测单元发信号给中央处理单元，将检测信息反馈至中央处理单元，中央处理单元根据检测数据对信号进行运算和分析，再将处理信号发送至驱动单元，驱动单元对负载进行相应调节，从而提升电机效率和功率因数，减少无功损耗，延长电机寿命。

(2)申请人还在中央处理单元和驱动单元之间设置有调节器，且申请人对调节器的具体电路作了改进，改进后的调节器可以有效，还可消除各参数间的相互干扰，提高系统的处理效果。经试验，申请人对调节器的对数幅频特性和阶跃响应特性作了试验，性能如图5、图6和图7所示，附图可以看出该调节器的特性曲线接近无偏差的理想特性曲线，效果非常理想。因此本发明既可以有效避免级间误累积，又有效地保证了精度，效果显著。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是调节器的电路图；

图3是电机功率因数与相位角关系的描述图；

图4是为驱动单元输出波形―电压和电流图；

图5是调节器的对数幅频特性图；

图6是调节器的阶响应特征1图；

图7是调节器的阶响应特征2图。

附图中的标记为：1-立杆，2-发电机，3-风叶，4-整流电路，5-第一稳压电路，6-第二稳压电路，7-单向二级管，8-外置式大功率电阻，9-N型功率MOS管，10-前分压电路，11-后分压电路，12-MCU控制器。