三相异步电机节能控制的最小输入功率方法及其装置制造方法及图纸

一种三相异步电机节能控制的最小输入功率方法及其装置，该装置包含电压电流测定装置，功率计算装置，功率比较装置，突加负载判别装置，触发信号发生装置和执行装置。这些装置通过自适应调节使电机在任何负载条件下均处于最小输入功率状态，从而达到最佳节电效果。突加负载判别装置能及时判别电机负载的突然增大，使电机迅速工作于全电压状态，保证了系统的快速响应。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三相异步电机的节能控制方法和装置，具体说涉及一种最小输入功率的节能控制方法及其相应的装置。交流异步电机由于轻载时功率因数低，电能利用率不高，因而节电潜力很大。在本专利技术之前，国内外已有相当多的节能控制装置出现，其中多数以控制功率因数提高电机轻载时的功率因数达到节电的目的，这类功率因数控制节电技术也取得了较明显的节电效果。作为这类技术的举例有中国专利技术专利申请（申请号为92101345.0）和中国技术专利申请（申请号为92221384.4）等。由于以下原因，已有技术的这种功率因数法节电技术尚不能达到最佳节电效果。1.交流异步电机的最佳功率因数在其全工作范围内呈曲线变化。这样，从追求最佳功率因数而达到最佳节能目标出发，就需要在全工作范围内逐点修正最佳功率因数设定值，这在设计电路时较难实现，只能就总体而言，设一个平均最佳功率因数设定值。2.异步电机工作时，即使负载不变，但当电网电压变化时，其实际功率因数值也随之变化。考虑到我国电网电压变化±10%是正常现象，因而功率因数平均最佳设定值必须顾及这个因素而留有一定的余量。3.同一型号，同一规格的异步电机在相同的工况下，其功率因数存在一定的离散性;即使同一台电机在其新旧不同时期在同样工况下也发生功率因数值的变迁，因而功率因数平均最佳设定值还必须顾及这种离散性而留有一定的余量。4.理论与实践都已证实，过高的功率因数值对于异步电机说并-->不节电。由此可见，异步电机的功率因数控制方法不能达到最佳节电的效果。本专利技术的目的在于提供一种具有最佳节电效果的用于三相异步电机的最小输入功率方法及其装置。在本装置中，三相交流电源经反并联晶闸管向异步电机供电，异步电机的工作受晶闸管控制。所述最小输入功率方法包含步骤为：a）测定三相电源与所述晶闸管之间的电压和电流;b）将所测定的电流与一设定电流值进行比较，若测定的电流大于或等于设定值时则输出一个突加负载控制信号;c）用该突加负载控制信号控制产生全导通触发信号;d）该全导通触发信号经功率放大、隔离后，加到被控晶闸管的控制极，使晶闸管处于全导通工作状态，使所述三相异步电机迅速获取全电压供电;e）按步骤a）中测得的电压和电流计算三相电源供给所述异步电机的当前功率值;f）将本次测得的当前功率值与前次功率值进行比较，以产生对所述三相异步电机的最小输入功率控制信号;g）在所述最小输入功率控制信号的控制下产生对被控晶闸管的触发信号;h）对所述触发信号经功率放大、隔离后，加到被控晶闸管的控制极，控制晶闸管的导通状况，从而使所述三相异步电机获得在相应负载下从电源输入最小功率所需的供电电压;本专利技术所提供的三相异步电机最小输入功率的节能控制装置，它包含对三相电源电压、电流进行测定的电压电流测定装置和控制所述晶闸管导通状况的执行装置，其特征在于，该节能控制装置进一步包含：接收所述电压电流测定装置的输出，并将所测定的电流与一设-->定电流值进行比较的突加负载判别装置，当所测定的电流大于或等于所述设定值时，则该判别装置输出一个突加负载控制信号;接收所述电压电流测定装置的输出，计算三相电源供给所述异步电机的当前功率值的功率计算装置;接收所述功率计算装置的输出将前次功率值与当前功率值进行比较的功率比较装置，当前次功率值小于当前功率值时，所述功率比较装置发出增加被控异步电机供电电压的信号，当前次功率值大于当前功率值时，功率比较装置发出降低被控异步电机供电电压的信号，当前次功率值等于当前功率值时，功率比较装置发出维持被控异步电机供电电压的信号;优先响应突加负载判别装置输出的突加负载控制信号，接收所述功率比较装置发出的上述各供电电压信号，以这些信号为依据，产生相应宽度的触发信号，控制晶闸管调压的触发信号发生装置。本专利技术摒弃了传统的、如上所述存在诸多缺陷的控制三相异步电机功率因数的节电方法，提出了一种崭新的、独创的三相异步电机最小输入功率节电法。按照这种方法，每次输出供给电机的电压调整指令后，即根据偏差大小与正负运用自适应控制原理，由微机自行修正电机的最小输入功率设定值，使电机不论工作于轻载还是重载，均处于“最小输入功率”工作状态，从而达到最佳节电效果。下面结合附图和所举实施例详细描述本专利技术。图1为本专利技术系统组成方框图;图2为本专利技术一实施例的电压电流测定装置的线路原理图;图3为本专利技术一实施例的触发信号发生装置和执行装置的线路原理图;图4为本专利技术一实施例中与微机相关的输入输出信号分布状况图;图5为本专利技术系统运行的流程图;-->图6为本专利技术一实施例的触发信号发生装置中各点工作与被控电机在不同负载下某一相的线电流波形;图7为本专利技术的功率比较装置的另一实施例原理图;图8为本专利技术的突加负载判别装置的另一实施例原理图。参见图1，图1为本专利技术三相异步电机最小输入功率法控制系统的方框图。图中，1为三相异步电机（以下简称电机），虚线框2中为分别连接三相电源和所述电机的三相反并联晶闸管，它们用于控制电机1的供电电压，电流互感器3a、3b分别用于测取从电源A相和C相获取的输入电流。电压电流测定装置4接收来自三相电源的线电压和来自电流互感器3a、3b的线电流，并对其进行测量。上述电压和电流的测定可进一步包括对三相电源的任意两个线电压及其线电流的测量。在本专利技术一实施例中，通过采样/保持、模-数转换以数字形式将所测得的电压、电流周波的各点瞬时值存入微机内存中。突加负载判别装置5将所测定的某一相线电流与一设定值进行比较，若所测定的电流大于所述设定值时则输出一个突加负载控制信号。在一实施例中，所述设定值可取被控电机1额定工作电流的50%，所述瞬时电流与一设定值的比较可进一步包含：将本周波测得的电流有效值与前几个（例如8个）周波中有效电流平均值作比较以形成一差值，当该差值大于所述设定值时输出一个突加负载控制信号。功率计算装置6接收电压电流测定装置4输出的电压与电流瞬时值，计算三相电源供给电机1的输入功率。在一实施例中，采用二瓦特计方法计算每个电源电压周波的输入功率瞬时采样值并将其存入计算机内存，在控制过程中，采用滑动平均滤波法计算输入功率的当前值，即，将本次电源电压周波中获取的输入功率瞬时值，与前15个电源电压周波中获取的各次输入功率瞬时值相加后取平均值，所-->谓前次输入功率值则是紧接当前输入功率值的上一个当前功率值。功率比较装置7在每个计算周期中，以已测得的前次输入功率值作为设定值，与当前输入功率值作比较，用于产生一个电机1的最小输入功率控制信号。通常最小输入功率控制是一个连续的过程控制，该控制过程运行如下：每当前次输入功率值（即，设定值）大于当前输入功率值时发生降低电机1供电电压的信号，该信号作用于晶闸管2使电机1的供电电压平滑下降;当前次输入功率值小于当前输入功率值则发出升高电机1供电电压的信号，电机1的供电电压得到平滑上升;当二个功率值相等时，则维持电机1的供电电压不变;不断地循环运行上述过程，当前次输入功率值与当前输入功率值相等或相差无几时，电机即进入了最小输小功率的工况。触发信号发生装置8优先响应突加负载判别装置5输出的突加负载控制信号，它还接收功率比较装置7输出的增减或保持电机1供电电压的控制信号，根据这些控制信号产生宽度可变的移相触发信号，经执行装置9放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相异步电机节能控制的最小输入功率方法，该异步电机由三相电源经三组晶闸管控制后对其供电，所述最小输入功率方法包含如下步骤：ａ）测定所述三相电源与反并联晶闸管之间的电压和电流；ｂ）将测得的电流与一设定值进行比较，若测得的电流大于设 定值时则输出一突加负载控制信号；ｃ）用该突加负载控制信号控制产生全导通触发信号；ｄ）对所述全导通触发信号经功率放大、隔离后，加到晶闸管控制极，使晶闸管全导通，从而使被控三相异步电机获得全电压供电；ｅ）根据步骤ａ）中测得的电压、电 流值计算所述电机从三相电源输入的当前功率值；ｆ）将已测得的前次功率值与当前功率值进行比较，产生所述电机的最小输入功率控制信号；ｇ）在上述最小输入功率控制信号控制下产生使所述电机工作于最小输入功率状态时的晶闸管触发信号；ｈ）所述晶 闸管的触发信号，经功率放大、隔离后，送到晶闸管的控制极，使晶闸管工作于对应的通断状态，从而使所述异步电机获得在不同的负载下从电源输入最小功率时所需的供电电压。

【技术特征摘要】
1、一种三相异步电机节能控制的最小输入功率方法，该异步电机由三相电源经三组晶闸管控制后对其供电，所述最小输入功率方法包含如下步骤：a)测定所述三相电源与反并联晶闸管之间的电压和电流；b)将测得的电流与一设定值进行比较，若测得的电流大于设定值时则输出一突加负载控制信号；c)用该突加负载控制信号控制产生全导通触发信号；d)对所述全导通触发信号经功率放大、隔离后，加到晶闸管控制极，使晶闸管全导通，从而使被控三相异步电机获得全电压供电；e)根据步骤a)中测得的电压、电流值计算所述电机从三相电源输入的当前功率值；f)将已测得的前次功率值与当前功率值进行比较，产生所述电机的最小输入功率控制信号；g)在上述最小输入功率控制信号控制下产生使所述电机工作于最小输入功率状态时的晶闸管触发信号；h)所述晶闸管的触发信号，经功率放大、隔离后，送到晶闸管的控制极，使晶闸管工作于对应的通断状态，从而使所述异步电机获得在不同的负载下从电源输入最小功率时所需的供电电压。2、如权利要求1所述方法，其特征在于：在步骤a）中，电压和电流的测定可进一步包括对三相电源中二个线电压和二个线电流的测量;通过采样/保持、模-数转换以数字形式将所测得的电压、电流的半波信号存入微机内存中;3、如权利要求1所述方法，其特征在于：在步骤b）中，所述设定值通常取所述电机额定工作电流的50%的电流值，所述电流与一设定值的比较进一步包含：将测得的当前电流值减去前4个电源周波中测得的各次有效电流的平均值，以形成一个差值，当该差值大于所述设定值时输出一个突加负载控制信号;4、如权利要求1所述方法，其特征在于：步骤C）中的全导通触发信号为一系列连结的包络线为50Hz的调制方波脉冲列。5、如权利要求1所述方法，其特征在于：步骤f）中产生的最小输入功率控制信号，可进一步包含一个连续的循环控制过程：即，每当前次输入功率值大于当前输入功率值时发出降压信号，在该信号控制下经晶闸管调节降低被控电机的供电电压;当前次输入功率值小于当前输入功率值时发出...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐方逸，林在荣，刘学贵，
申请(专利权)人：上海集能电器设备有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]