專利名稱：一種用于異步電機的相控節電控制電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種異步電機相控節電控制系統，尤其是指一種用于異步電機的 相控節電控制電路。
背景技術：
異步電動機是最為常用的工業生產動力設備之一。因為異步電動機結構簡單、成 本低及高效能等種種優點，在可見的未來，它仍然會被廣泛地應用。異步電動機也是電力 系統中主要的耗能設備。在中國，約有10億臺異步電動機投入使用，耗電占電網總負荷的 60%,占整個工業用電的70%。中國權威能源機構的報告指出，我國約有六成的電動機在低 于設計額定負荷60%的欠負荷狀態下運行，在此狀態下運行的電動機，高達30%的用電被 浪費掉。異步電機節能控制技術主要有相控節電技術和變頻控制節電技術兩種。其中相控 節電技術結構簡單、成本低，特別適用于速度恒定而負載周期性變化的負載。相控節電技術通過測量電動機的電壓與電流波形實現節能控制。由于異步電動機 為一感性負載，其電流與電壓波形通常存在一相位差，該相位差的大小與其負載的大小有 關。相控節電器將實際相位差與依據電動機特性的理想相位差進行比較，并依此來控制晶 閘管的觸發角以給異步電動機提適當的交流電壓，以便及時調整輸入異步電機的功率，達 到節能的目的。然而，現有的相控節電產品因為多采用模擬控制模式，無法迅速準確地檢測出異 步電機的負載變動，因此無法使節電器跟蹤負載的變化，使得節電器無法充分發揮節電作用。
發明內容本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種用數字控制芯片為芯片， 采用全數字化技術對異步電機的負載進行檢測，并通過快速跟蹤異步電機的負載變化，提 供不同的交流電壓，從而達到節能目的的相控節電控制電路。為實現上述目的，本實用新型所提供的技術方案為一種用于異步電機的相控節 電控制電路，它包括有雙向晶閘管模塊、旁路接觸器，其中，雙向晶閘管模塊與旁路接觸器 相并聯，并聯后的一端與輸入電網相連接，另一端依次通過電流檢測模塊、電壓檢測模塊連 接至異步電機上；控制電路與輸入電網相連接后再分別與電流檢測模塊、電壓檢測模塊、雙 向晶閘管模塊、旁路接觸器相連接。所述的控制電路包括有輔助電源、驅動模塊、數字控制芯片或單片機、電壓互感器 模塊，其中，輔助電源一端與輸入電網相連接，另一端分別與驅動模塊、數字控制芯片相連 接，驅動模塊與數字控制芯片連接后再分別與旁路接觸器、雙向晶間管模塊相連接，數字控 制芯片還分別與電流檢測模塊、電壓互感器模塊一端相連接，電壓互感器模塊另一端連接 至電壓檢測模塊上。[0009]所述的電壓互感器模塊由三組限流電阻、電壓互感器、采樣電阻、信號調理電路構 成，其中，三個電壓互感器的原邊接成Y型結構，信號調理電路一端與數字控制芯片相連 接，另一端通過采樣電阻連接至電壓互感器一端，電壓互感器另一端通過限流電阻連接至 電壓檢測模塊上。本實用新型在采用了上述結構后雙向晶閘管模塊用于調節輸出的電壓和電 流；電流檢測模塊用于檢測異步電機的電流；電壓檢測模塊用于檢測異步電機的電壓；旁路接觸器在故障狀態下用于將控制器旁路；異步電動機用于驅動負載；控制電路內的輔助電源向系統控制、驅動、檢測部分供電；控制電路內的驅動模塊，用于控制雙向晶閘管模塊和旁路接觸器；控制電路內按Y型接法的電壓互感器模塊用于檢測異步電機的相電壓；控制電路內的數字控制芯片或單片機為整個系統的控制單元。工作時，控制電路通過檢測電流檢測模塊、電壓檢測模塊得到異步電機的實時相 電壓和相電流信號，該信號經過AD轉換成為數字信號傳遞給數字控制芯片。在數字控制 芯片中計算出異步電機的瞬時有功功率、無功功率、功率因數角，再根據這些參數判斷出異 步電機的負載狀態，然后根據異步電機的負載狀態計算出雙向晶閘管模塊的移相控制角的 值，通過驅動模塊控制雙向晶閘管模塊的門極，從而達到控制輸出電壓節能的目的。采用本 方案后的電路結構簡單，容易操作，安全可靠，成本低；其負載跟蹤能力強，響應迅速，對異 步電機的負載檢測準確，節能效果好。
圖1為本實用新型整體結構示意框圖。圖2為本實用新型控制單元的結構示意框圖。圖3為本實用新型電壓互感器模塊的結構示意框圖。
具體實施方式
以下結合附圖1至附圖3對本實用新型作進一步說明，本實用新型的較佳實施例 為本實施例所述的異步電機的相控節電控制電路，它包括有雙向晶閘管模塊101、旁路接 觸器105，其中，雙向晶閘管模塊101與旁路接觸器105相并聯，并聯后的一端與輸入電網相 連接，另一端依次通過電流檢測模塊102、電壓檢測模塊103連接至異步電機104上；控制 電路106與輸入電網相連接后再分別與電流檢測模塊102、電壓檢測模塊103、雙向晶閘管 模塊101、旁路接觸器105相連接。工作時，控制電路106通過檢測電流檢測模塊102、電壓 檢測模塊103得到異步電機104的實時相電壓和相電流信號，該信號經過AD轉換成為數字 信號傳遞給數字控制芯片DSP。在數字控制芯片DSP中計算出異步電機104的瞬時有功功 率、無功功率、功率因數角，再根據這些參數判斷出異步電機104的負載狀態，然后根據異 步電機104的負載狀態計算出雙向晶閘管模塊101的移相控制角的值，通過驅動模塊202 控制雙向晶閘管模塊101的門極，從而達到控制輸出電壓節能的目的。[0024]所述的控制電路106包括有輔助電源201、驅動模塊202、數字控制芯片DSP或單 片機203、電壓互感器模塊204，其中，輔助電源201—端與輸入電網相連接，另一端分別與 驅動模塊202、數字控制芯片DSP相連接，驅動模塊202與數字控制芯片DSP連接后再分別 與旁路接觸器105、雙向晶閘管模塊101相連接，數字控制芯片DSP還分別與電流檢測模塊 102、電壓互感器模塊204 —端相連接，電壓互感器模塊204另一端連接至電壓檢測模塊103 上。電流檢測模塊102采用電流互感器檢測異步電機104的電流信號，經過調理電路轉換 為數字信號進行處理。當系統出現故障時，檢測出過流信號，或者缺相信號時，通過數字控 制芯片DSP控制旁路接觸器105旁路，保證異步電機104能夠正常工作。所述的電壓互感器模塊204由三組限流電阻301、電壓互感器302、采樣電阻303、 信號調理電路304構成，其中，三個電壓互感器302的原邊接成Y型結構，信號調理電路304 一端與數字控制芯片DSP相連接，另一端通過采樣電阻303連接至電壓互感器302 —端，電 壓互感器302另一端通過限流電阻301連接至電壓檢測模塊103上。采用三個電壓互感器 302的原邊接成Y型結構，以便檢測異步電機104的相電壓信號，經過信號調理電路轉換為 數字信號傳遞給數字控制芯片DSP。采用本方案后的電路結構簡單，容易操作，安全可靠，成 本低；其負載跟蹤能力強，響應迅速，對異步電機的負載檢測準確，節能效果好。以上所述之實施例只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實 施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍 內。
權利要求一種用于異步電機的相控節電控制電路，其特征在于它包括有雙向晶閘管模塊(101)、旁路接觸器(105)，其中，雙向晶閘管模塊(101)與旁路接觸器(105)相并聯，并聯后的一端與輸入電網相連接，另一端依次通過電流檢測模塊(102)、電壓檢測模塊(103)連接至異步電機(104)上；控制電路(106)與輸入電網相連接后再分別與電流檢測模塊(102)、電壓檢測模塊(103)、雙向晶閘管模塊(101)、旁路接觸器(105)相連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于異步電機的相控節電控制電路，其特征在于控制 電路(106)包括有輔助電源(201)、驅動模塊(202)、數字控制芯片(DSP)或單片機(203)、 電壓互感器模塊(204)，其中，輔助電源(201) —端與輸入電網相連接，另一端分別與驅動 模塊(202)、數字控制芯片(DSP)相連接，驅動模塊(202)與數字控制芯片(DSP)連接后再 分別與旁路接觸器(105)、雙向晶閘管模塊(101)相連接，數字控制芯片(DSP)還分別與電 流檢測模塊(102)、電壓互感器模塊(204) —端相連接，電壓互感器模塊(204)另一端連接 至電壓檢測模塊(103)上。
3.根據權利要求1所述的一種用于異步電機的相控節電控制電路，其特征在于電壓 互感器模塊(204)由三組限流電阻(301)、電壓互感器(302)、采樣電阻(303)、信號調理電 路(304)構成，其中，三個電壓互感器(302)的原邊接成Y型結構，信號調理電路(304) — 端與數字控制芯片(DSP)相連接，另一端通過采樣電阻(303)連接至電壓互感器(302) — 端，電壓互感器(302)另一端通過限流電阻(301)連接至電壓檢測模塊(103)上。
專利摘要本實用新型提供一種用于異步電機的相控節電控制電路，它包括有雙向晶閘管模塊，其中，雙向晶閘管模塊與旁路接觸器相并聯后的一端與輸入電網相連接，另一端通過電流檢測模塊、電壓檢測模塊連接至異步電機上；控制電路與輸入電網相連接后再分別與電流檢測模塊、電壓檢測模塊、雙向晶閘管模塊、旁路接觸器相連接。工作時，控制電路通過檢測電流檢測模塊、電壓檢測模塊得到異步電機的工作信號，該信號經過AD轉換成為數字信號傳遞給數字控制芯片。通過其計算出異步電機的瞬時有功功率、無功功率、功率因數角，根據這些參數判斷出異步電機的負載狀態，然后根據異步電機的負載狀態計算出雙向晶閘管模塊的移相控制角的值，通過驅動模塊控制雙向晶閘管模塊的門極，從而達到控制輸出電壓節能的目的。
文檔編號H02P23/02GK201616805SQ201020112950
公開日2010年10月27日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者冬雷, 李燕紅 申請人:佛山市燁盛電子科技有限公司