[发明专利]负荷的最大运行效率点适用系统

说明书

本发明涉及负荷的最大运行效率点适用系统，其设置有如下结构，即，包括：马达，用于驱动负荷；逆变器，用于控制所述马达的速度和电压；传感部，用于检测所述马达的磁通量电流和转矩量电流；以及控制部，确定所述逆变器的速度，并且当以所确定的速度驱动所述马达时，利用在不增加总电流的范围内检测的磁通量电流与转矩量电流比例值或在功率因数达到最大时确定所述逆变器的最佳电压。通过如上所述的马达逆变器的控制系统来控制马达的速度和电压，从而在允许的范围内选择最低频率的同时以符合水头的电压来控制，可使电力降低到最低，由此，使电力使用量最小化，从而可以最大限度地节省能量。

技术领域

本发明涉及控制驱动风扇、泵、鼓风机等的负荷的马达并同时控制马达的速度及电压来适用最大运行效率的负荷的最大运行效率点适用系统。

背景技术

通常，为了驱动空调用风扇或循环水的泵，具有驱动马达的转矩与速度的2乘成比来增加的特性。如上所述，若向驱动2乘降低形态的负荷的马达直接输入电源电压来使用，则能源浪费较多。即，若举例以作为电源频率的60Hz的旋转速度的进准为4极的流动电动机，基准速度为1800rpm，此速度与负荷条件无关地运行。因此，在轻负荷条件中达到较大地消耗不必要的能源的原因。这种问题适用根据负荷控制速度的逆变器，使得可减少耗电。

对2乘降低负荷等负荷和减少能源原理进行更具体的说明。

如图1所示，负荷，例如，2乘降低负荷为离心泵和离心风扇等的负荷，具有通过摩擦和惯性与速度的3乘成比来耗电的特征。因此，若减少马达的速度，则耗电降低至其以上，可大大减少能源。

更详细的说明如下，假设以1800rpm的速度且以1小时的时间运行泵的情况。此时，假设消耗的电力或电费为100％。并且，将泵的速度降低至900rpm，减少50％，运行时间增加至2小时，增加2倍。那么，虽然实际通过泵提捞的流量相同，但是其电力使用量或电费仅负担14％，而不是100％。即，随着减少50％的速度，可将耗电量减少86％。

假设此泵为37kw并将此37kw，1天1小时来运行1年时，其电费为135万韩元左右。但是，若将1天运行1小时更换速度来运行4小时并减少相应的速度，则其电费为约2万韩元左右。并且，若使泵更慢慢地以6小时的时间运行整晚，则电费仅为6千韩元，但可供给与之前135万韩元电力使用相同量的流量。

如上所述，2乘降低负荷与速度的3乘成比来耗电，因此，若减少速度，则可大大减少电费。将2乘降低与速度的3乘成比的耗电称为相似法则#3(或affinity Low#3)。

因此，通过利用逆变器控制马达，使得可节省能源。以下，对与根据现有技术的负荷有关的逆变器的控制进行具体说明。

首先，对马达，即，流动电动机的特性进行说明。

流动电动机的速度N(r/min)通过下述数学式显示。

数学式1

其中，N为流动电动机(或马达)的速度，f为频率，P为马达极数，S为滑移。

根据相似法则#1，流量Q与旋转数(或流动电动机的速度)N变化成比。因此，流动电动机的速度越快，则通过马达供给的流量比例增多。

并且，流动电动机的电压V、频率f与磁通量(转矩)之间的关系如下。

数学式2

其中，Φ为磁通量，V为电压，f为频率。

此时，流动电动机的磁通量(Φ)或转矩(τ)需通过负荷的大小，即，水头(H)的大小(或高度)控制。即，需以马达的磁通量或转矩可驱动负荷的大小的方式以最低限度的大小控制。

逆变器可任意控制频率f和电压V，因此，可使流动电动机以任意速度改变并运行。