[实用新型]异步电动机节能保护器

说明书

本实用新型涉及一种附加在异步电动机上的既能使电动机节电，又能保护电动机不因故障而损坏的电子控制装置。全部电路置于长方形的控制箱内。

目前公知的异步电动机节能保护器有两类：其一，为晶体管分立元件组装的，缺点是生产不便，无保护功能，可靠性不如集成电路组装的好，而且，由于改变可控硅导通角的调压方式，使电压波形为非正弦，造成射频干扰且污染电网；其二，为继电器接触器系统，完成星角转换的有级调压方式，因此可靠性差，电机负载在一定范围内节电率不变，使节电效果不佳，且只能适用于三角接法的电机。

本实用新型的目的是提供一种单相或三相异步电动机的节能保护器，它不仅具有明显的节电效果，还具有保护电动机不因故障而损坏的功能，并能替代降压起动设备。

本实用新型的目的是这样实现的：用改变占空比的调压方式使其输出电压波形为正弦，因而无射频干扰，使该电路可靠性增强。用自动跟随负载变化的无级调压方法，不但使电动机处于低温运行状态，延长了使用寿命，又使节电率自动适应负载变化情况，节电率达最佳，空载时的节电率可达（40～70）％。并可根据负载变化范围连续整定转矩、转速和节电率，也就是当电动机负载减小时，通过节能保护器可自动降低电动机的电压，电动机工作状态相当于加大了负载，因而电动机的功率因数可自动增大。电动机起动时，本控制装置可把电压降得很低，限制了起动电流，因而可以省掉降压起动设备。由于本装置接三相（或单相）电源，而电机不做任何改动，直接接到本装置的输出端子上当电源使用，所以可以适用于单相、三相异步电动机，星形、角形接法均可，因此使用很方便。本装置造价低，节约的电费短期内可自动收回其成本。本装置是一种较为理想的异步电动机节能保护器。下面根据附图对该电子装置进行详细说明。

附图为本实用新型的电路原理图。如图所示：（A）为ICOSφ检测环节，（B）为占空比给定环节，（C）为控制比较环节，（D）为占空比控制环节，（E）为逻辑控制环节，（F）为保护给定环节，（G）为保护比较环节，（H）为延时环节，（K）为保护执行环节。（A）环节电路主要有运算放大器1、2和3、模拟开关IC₁₅、电阻R₃₂、电容C₁₂和C₁₄、二极管D₂等；（B）环节是一个稳定的电压值V_＋1；（C）环节是光电耦合器IC₇的输入二极管；（D）环节有光电耦合器IC₆、IC₇、时基电路IC₅、电位器W₁和电容C₃等；（E）环节由与非门YF₁和YF₂构成；（F）环节是稳定的电压值V_＋3；（G）环节有运算放大器4和电位器W₂等；（H）环节有电阻R₂₁和电容C₈；（K）环节电路有稳压二极管D_W、可控硅G₁、继电器J和讯响器X及复位按钮FN等。参照全图，该异步电动机节能保护器，主要是由ICOSφ检测环节（A）、占空比给定环节（B）、控制比较环节（C）、占空比控制环节（D）、逻辑控制环节（E）、保护给定环节（F）、保护比较环节（G）、延时环节（H）、保护执行环节（K）等组成的。其节电功能的电路特征是把电动机负载大小用电压和电流作为被测量，通过ICOSφ检测环节的运算得到与ICOSφ成正比的控制电压U_f，再与占空比给定环节（B）的标准电压U_g＝V_＋1比较，得到差值电压U_K＝U_g－U_f，再用此电压控制占空比控制环节的输出振荡电压的占空比。可控硅的导通与否受占空比控制环节（D）和零流检测两个输出电压的控制，两个输出电压均为″1″时，逻辑控制环节（E）输出为″0″，可控硅导通，电动机通电，其调节电压节电过程是这样的：电动机负载减小时，ICOSφ减小，U_f减小，U_K增大，C₃充电时间变短，放电时间变长，IC₅输出占空比变大，可控硅和电动机的通断比减小，电动机电压减小，电动机耗电减小。反之电动机负载增大，电动机电压升高，电动机耗电自身控制减小。其保护功能的电路特征是：当电动机过载或电源电压过低或断相故障出现时，ICOSφ检测环节（A）的输出电压U_f过大，W₂整定后其电压值超过保护给定电压V_＋3一定量时，差值电压经过延时环节（H）延时后，保护执行环节（K）的稳压二极管D_W击穿，可控硅G₁导通，继电器J动作，讯响器发出声光报警，同时控制占空比控制环节（D）中的时基电路IC₅输出为″0″，关断可控硅，电动机断电，保护了电动机。