一种变频器节电控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种变频器节电控制装置，是对电机调速变频器的优化控制并实现节电装置。本实用新型专利技术包括电源单元、滤波器单元、中央处理单元、存储单元，两个模拟量输入光电隔离单元，两个模拟量输入接口，两个模拟量输出光电隔离单元，两个模拟量输出接口，两个运行信号输出光电隔离单元，四个运行信号输出接口，通讯接口，开关量输入接口。本实用新型专利技术使整个电机、变频调速器和载荷组成的系统工作在最佳状态提高了系统工作效率，有效解决了系统不稳定的问题，电机工作效率明显提高，发热量明显减小，可以节电１０％－３０％。由于采用了平滑的频率变化曲线，使谐波量明显减少，减少了对电网的干扰，使功率因数达到０．９５以上。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变频器节电控制装置，是一种对电机调速变频器的调 控装置，是对电机调速变频器的优化控制并实现节电的装置。
技术介绍
采用变频调速进行动力节电已被广泛接受为有效节电方法，其原因是动力 用大功率变频调速器作为一种成熟的产品，其价格已经低廉到几乎所有供电设 备可以接受的程度，其节电的效果十分明显。但是，传统的变频调速器只是简 单的将电机的转速调节到设定的转速，即没有考虑到电机、载荷及变频器三者 之间的关系，也没有考虑快速变频过程对整个供电-用电系统的影响。在实际运 行过程中就电机而言，其工作状态在不同的频率条件下，其输出功率、效率、 扭矩、功率因数等工作参数都是不同的。变频调速器和载荷也有类似的情况。 例如风机和制冷机就是两种完全不同的载荷，其工作参数也不尽相同。由于没 有考虑电机、载荷及变频器三者之间的关系，以及三者对供电系统的影响，使 变频调速这样的供电-用电系统的运行不够稳定，易于发生故障。由于没有考虑 电机、载荷及变频器三者之间的关系使电机经常工作在效率较低的状态，使被 控电机由于低效率运转而发热，造成不必要的浪费并且减少电机的寿命。由于 没有考虑电机、载荷及变频器三者之间的关系使变频器及其电机的载荷也经常 工作在低效率的状态，三者之间不能协调的工作会使变频调速器和电机的运行 造成大量的谐波，同时变频调速器阶跃式的改变频率也会产生大量的谐波。这些谐波对电源系统的干扰是十分严重的，其谐波含量可达到30%—70%,这样的 严重干扰对供电电网十分不利。由于传统的变频调速器仅考虑调速问题，没有 考虑电机的工作状态，电机-载荷的运转系统常发生滞后，造成系统的功率因数 较低，电源效率下降，电能浪费严重。
技术实现思路
本技术提出一种变频器节电控制装置，所述装置对运行中的变频调速 器进行检测并储存了电机、变频调速器和载荷的各种工作参数， 一旦需要变频 调速，则进行运算找到三者的最佳工作状态，即对工作过程进行优化，找到最 佳工作点之后分析系统运行周期，并进行由小到大逐渐变频。使整个电机、变 频调速器和载荷在匀速运转和调频变速过程中都处于最佳、最有效的工作状态。本技术的目的是这样实现的 一种变频器节电控制装置，包括供给所 述装置能源的电源单元、与电源单元连接的保持供电电源稳定的滤波器单元、 与滤波器单元连接的进行信息处理和运算的中央处理单元、与中央处理单元连 接的存储信息的存储单元，与中央处理单元连接的两个模拟量输入光电隔离单 元，分别与两个模拟量输入光电隔离单元连接的两个模拟量输入接口，与中央 处理单元连接的两个模拟量输出光电隔离单元，分别与两个模拟量输出光电隔 离单元连接的两个模拟量输出接口，与中央处理单元连接的两个运行信号输出 光电隔离单元，分别与两个运行信号输出光电隔离单元连接的四个运行信号输 出接口，与中央处理单元连接的通讯接口，与中央处理单元连接的开关量输入接口。本技术产生的有益效果是由于存储了大量电机、变频调速器和载荷 的工作数据并使用了模糊算法优化了三者组成系统的工作状态，使整个电机、 变频调速器和载荷组成的系统工作在最佳状态提高了系统的工作效率，有效的解决了系统不稳定的问题，电机工作效率明显提高，发热量明显减小。由于解决了系统滞后性，仅此一项，在同等运行工况下就可以提高节电率10%—30%。 由于采用了平滑的频率变化曲线，使谐波量明显减少，减少了对电网的干扰。 由于工作状态的优化，使功率因数达到0.95以上，提高了电源利用率。本实用 新型的应用其节电率最低不低于40%,最高可达80%。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明。附图说明图1是本技术实施例一所述装置示意图2是本技术实施例一所述方法的流程示意图3是本技术实施例一所述选定电机、变频调速器和载荷效率最高的 频率值范围的曲线图4是传统的变频调速器的频率变化示意图5是本技术实施例一所述的频率变化示意图。具体实施方式实施例一本实施例是一种变频器节电控制装置，如图1所示，包括供给所述装置能 源的电源单元l、与电源单元连接的保持供电电源稳定的滤波器单元2、与滤波 器单元连接的进行信息处理和运算的中央处理单元5、与中央处理单元连接的存 储信息的存储单元3，与中央处理单元连接的两个模拟量输入光电隔离单元4a、 4b,分别与两个模拟量输入光电隔离单元连接的两个模拟量输入接口 5a、 5b， 与中央处理单元连接的两个模拟量输出光电隔离单元9a、 9b,分别与两个模拟 量输出光电隔离单元连接的两个模拟量输出接口 8a、 8b，与中央处理单元连接 的两个运行信号输出光电隔离单元lla、 lib,分别与两个运行信号输出光电隔离单元连接的四个运行信号输出接口 10a、 10b、 10c、 10d,与中央处理单元连 接的通讯接口 6a、 6b，与中央处理单元连接的数字量输入接口 7a、 7b。本实施例包括十分稳定的电源单元，本实施例使用的是BSCV3-220S05型 电源，为提高抗干扰能力使用的滤波单元是HT401-1-P21-P2，所使用的CPU是 ATMEGA48AU0729，存储器是LS151 。所述的模拟量输入接口可以连接以模拟量输出的外部传感器。所述的模拟 量输出接口可以连接变频器模拟量输入接口 。所述的运行信号输出接口可以与 变频调速器运行接口连接，输出调速变频信号。所述的通讯接口可以与变频调 速器的通讯接口连接，输入输出与变频调速器各种数据参数。或在调整阶段与 工作站、电脑等宿主机连接。所述的数字量输入接口可以直接输入各种数据信 号，例如以数字量输出的外部传感器也可以连接变频器运行的数字量接口等。本实施例通过一套控制方法实现对变频器节电控制装置的控制。所述方法 的流程见图2所示，其步骤包括接受变速调频指令步骤，这个指令可以是由人工发出，或者由自动化系统 的某个传感器发出的。例如在制冷空调系统的，可以是人工设定的一个温度， 而这个温度与现有的室温有差别，这样就需要改变温度，加大或减小电机的转 速，以实现制冷量的改变。也可以是室内的温度传感器达到某个设定的温度阈 值需要加大或减小电机的转速，以维持室内的温度。在通常情况下这个变频调 速指令包括要达到的目标频率值。采集信息步骤，通过信息源采集电机、变频调速器和负载的工作状态参数。 这些工作参数包括当前的电机转速，载荷的大小，变频调速器的工作状态等等 一系列的参数，当然还包括当前的频率值。对于不同的系统所采集的参数是不同的。例如，载荷是风机，则采集的是空气的流量、流速，风机电机的转速、 扭矩。而对于一个空调系统则需要采集当前的温度等参数。提取特性参数步骤，根据所获得的工作状态参数和要达到的目标频率值， 在数据库中提取相对应的电机、变频调速器和负载的最佳特性状态参数。所提取的最佳特性状态参数包括电机、变频调速器和载荷的各种参数。这些参数都 是在手册、技术标准或出厂时厂家在说明书中标明的，并事先存储在本实施例 所使用的装置的存储器中。比较步骤，比较现行工作状态参数和要达到的目标频率值，以及最佳特性 状态参数，优化选取各参数。主要是通过对电机、变频调速器和载荷效率曲线 的分析，寻找一个与目标频率最接近的电机、变频调速器和载荷效率最高的频 率值，如图3所示。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变频器节电控制装置，包括供给所述装置能源的电源单元、与电源单元连接的保持供电电源稳定的滤波器单元、与滤波器单元连接的进行信息处理和运算的中央处理单元、与中央处理单元连接的存储信息的存储单元，其特征在于，与中央处理单元连接的两个模拟量输入光电隔离单元，分别与两个模拟量输入光电隔离单元连接的两个模拟量输入接口，与中央处理单元连接的两个模拟量输出光电隔离单元，分别与两个模拟量输出光电隔离单元连接的两个模拟量输出接口，与中央处理单元连接的两个运行信号输出光电隔离单元，分别与两个运行信号输出光电隔离单元连接的四个运行信号输出接口，与中央处理单元连接的通讯接口，与中央处理单元连接的开关量输入接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛文剑，
申请(专利权)人：北京乐普四方方圆科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]