[实用新型]异步电机降压补偿节电控制器

说明书

本实用新型涉及电机节电控制器，适用于各种异步电机在有重载、轻载和空载工况下的节电控制器，特别适用于油田抽油机的工作情况。

在电动机空载、轻载运行时，其效率很低，因此将端电压降低，此时相当于一个更小的电机满负载工作，其效率大幅度提高，因此电机在空、轻载运行时能耗大幅度减少，以达到节电目的。由于可控硅作为调压元件，在电机各相绕组中串联可控硅可达到降低端电压目的。现有技术普遍采用如图1所示的节电控制器，其电路结构由与电机1各相绕组串联的可控硅2，与电源连接的触发控制电路3，电机1端电压取样电路4，接收取样信号输出并进行处理的微积分电路5，对触发控制电路3输出和微积分电路5输出进行比较的比较器6构成，其中比较器6输出信号控制可控硅2和反馈到微积分电路5上。其工作原理是：在满负载时，由触发控制电路经比较器控制可控硅使之全导通。在空载和轻载情况时，电机工作额定电压下，通过调整微积分电路输出电压，通过取样器取出电机端电压，经微积分电路处理，给定一个固定电压输入到比较器并控制电压进行相位比较，使比较器得到调压信号（触发控制电路输出电压与微积分电路给定电压的相位差），比较器得到的调压信号控制可控硅的导通角，使电机端电压降低；降压后的取样电压经微积分电路处理得到自动调节电压输入到比较器，比较器获自动调节信号，进一步控制可控硅导通角，至到电机端电压达到所需调节值稳定，这样降低了电机端电压，提高电机效率，达到节电目的。但是该电路中可控硅自身损耗较大，特别是在空载电流较大时，可控硅自身损耗较大，节电效果不好。对油田抽油机来说，其抽油机的工况很特殊，电机不但有轻、重载的交替，且每一工作循环存在着发电状态，电压矢量处于二象限，功率因素角很大，致使空载电流很大，约占电机额定电流的1／2左右。因二象限的COS函数为负值，有功电度表出现局部反转现象，接上调压器后，将电机端电压调低，虽能使电机效率提高，空载电流有所降低，但电流仍然较大，流经可控硅后，可控硅损耗很大，致使综合节电率很低，甚至不节电。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种不但能降低空载和轻载时的端电压，而且可降低流经可控硅的相电流，节电效果理想的异步电机降压补偿节电控制器，特别适用于油田抽油机，使其有较高的节电率。

本实用新型的解决办法是：异步电机降压补偿节电控制器由电机各相绕组上串接的可控硅，与电源连接的触发控制电路，电机端电压取样电路，接收取样信号并进行处理的微积分电路，对触发控制电路输出和微积分电路输出进行比较的比较器构成，其中：比较器输出信号控制可控硅和反馈到微积分电路上，其特点是在电机各相上并联有补偿电容。其工作原理是：未加补偿电容时，电压相位超前电流相位，无功电流大，通过可控硅损耗大。并联补偿电容后，电机调压运行时，电容的充放电使电流相位超前于电压相位，功率因素角减小，使无功电流减小，线电流随之减小，流经可控硅的相电流减小，可控硅的损耗减小，节电器具有较好的节电效果。

本实用新型与现有技术相比的优点：由于本实用新型在电机各相上并联补偿电容，补偿电容的移相作用使功率因素角减小，无功电流减小，线电流随之减小，可控硅的损耗减小，达到降低节电控制器自身损耗的目的，使节电器效率提高，特别是对油田抽油机，并联补偿电容，电容的移相作用，使电压矢量由二象限转入（或接近）一象限，使功率因素角大大减小，无功电流减小很明显，可控硅损耗大大降低，节电效果理想。经现场测试，本实用新型使抽油机综合节电率达到23％，空载节电率达到80～85％。

本实用新型可结合附图进一步说明。

图1为现有技术的电路方框图，1为电机，2为可控硅，3为触发控制电路，4为取样电路，5为微积分电路，6为比较器；

图2为本实用新型并联补偿电容实施例1电路图；

图3为本实用新型并联补偿电容实施例2电路图；

图4为本实用新型并联补偿电容实施例3电路图。

实施例1如图2所示，电机各相补偿电容C并联在电机绕组L和串接在其上的可控硅2上，形成外补偿，补偿电容C充放电，使空载、轻载的无功电流减小，流经可控硅2的相电流减小，达到空载、轻载节电效果，但该实施例中充放电电流需通过可控硅，在可控硅上还存在不必要的损耗。