專利名稱：可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及節(jié)能控制裝置，特別是一種變頻電機(jī)節(jié)電裝置。
背景技術(shù)：
變頻電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于各種電力傳動(dòng)裝置中，其用電量占電網(wǎng)總負(fù)荷一半以上。由于變頻電機(jī)并不總是工作在滿載狀態(tài)，大多數(shù)長時(shí)間在空載或輕載狀態(tài)下運(yùn)行，電機(jī)功率因數(shù)很低，效率很差，因此造成電能的極大浪費(fèi)。目前，多通過變頻器改變交流電機(jī)的電源頻率和電壓，對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。但是，交流電機(jī)和變頻器的匹配問題，導(dǎo)致變頻器難以輸出精確的U/f給電動(dòng)機(jī)，因此難以進(jìn)一步提高節(jié)能效果。同時(shí)，由于變頻器電路應(yīng)用交變直，又由直變交的AC-DC-AC變換技術(shù)，AC-DC變換產(chǎn)生大量諧波干擾，DC-AC變換產(chǎn)生電磁噪音干擾。諧波分量為50Hz的奇次分量，通常把3Hz以下的干擾稱為諧波干擾，3Hz以上的干擾稱為電磁噪聲。變頻器的諧波和電磁噪聲會(huì)對電網(wǎng)造成污染，影響電網(wǎng)運(yùn)行，甚至造成社會(huì)問題，這是制約變頻器大量推廣使用的根本性原因。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種節(jié)能效率高，抑制電磁噪聲干擾和諧波干擾效果良好的可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置，主要包括變頻器，其變頻器輸入端設(shè)有一與電動(dòng)機(jī)連接的可進(jìn)行自適應(yīng)控制的電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)；變頻器的輸入端和輸出端分別串聯(lián)有線噪聲濾波器；在變頻器的輸入端設(shè)置一并聯(lián)無源補(bǔ)償裝置；在變頻器主電路中設(shè)置一串聯(lián)補(bǔ)償裝置。
上述的電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)包括自檢測控制環(huán)節(jié)和速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，其輸入端分別通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與電動(dòng)機(jī)連接輸入電動(dòng)機(jī)參數(shù)，其輸出端分別通過電流控制環(huán)節(jié)與變頻器連接輸出電壓和頻率，形成兩個(gè)循環(huán)回路。
上述的線噪聲濾波器由線心線圈構(gòu)成，內(nèi)含4匝3圈纏繞。
上述的并聯(lián)無源補(bǔ)償裝置為由R、L、C聯(lián)接而成的同步濾波器及高通濾波器，與變頻器并聯(lián)接向電源。
上述的串聯(lián)補(bǔ)償裝置為一直流電抗器，串聯(lián)于變頻器主電路中的橋式整流和電容濾波器之間。
本實(shí)用新型在原系統(tǒng)接線的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的“電動(dòng)機(jī)在線自適應(yīng)算法”進(jìn)行電動(dòng)機(jī)參數(shù)檢測，能實(shí)現(xiàn)精確的電動(dòng)機(jī)參數(shù)測定，并把測定的結(jié)果通過編程輸入到變頻器中，變頻器修正參數(shù)后再加到電動(dòng)機(jī)中，然后再次進(jìn)行檢測，形成一個(gè)閉環(huán)的多次適應(yīng)性檢測，從而可實(shí)現(xiàn)精確的節(jié)能運(yùn)算控制，節(jié)電效果明顯，在典型應(yīng)用中節(jié)電效率可達(dá)70％以上，一般電動(dòng)機(jī)可達(dá)43％以上。同時(shí)，利用線噪聲濾波法和無源并聯(lián)-串聯(lián)補(bǔ)償法，能有效地抑制電磁干擾和諧波干擾。


圖1是本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實(shí)用新型線噪聲濾波器的安裝示意圖。
圖3是本實(shí)用新型無源并聯(lián)補(bǔ)償裝置的接線圖。
圖4是本實(shí)用新型串聯(lián)補(bǔ)償裝置的接線圖。
圖5是本實(shí)用新型變頻器抗干擾配件的安裝示意圖。
圖6是本實(shí)用新型的電氣接線圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型主要包括一變頻器1。變頻器1輸出端與電動(dòng)機(jī)M連接，輸入端設(shè)有一可進(jìn)行自適應(yīng)控制的電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)與電動(dòng)機(jī)M連接，形成循環(huán)回路。如圖1所示，電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)包括自檢測控制環(huán)節(jié)II和速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)III，兩個(gè)環(huán)節(jié)的輸入端分別通過12線、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D與電動(dòng)機(jī)M連接輸入電動(dòng)機(jī)參數(shù)，輸出端分別通過電流控制環(huán)節(jié)I、6線與變頻器連接輸出電壓和頻率，形成自檢測和自調(diào)速兩個(gè)循環(huán)回路。速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)III在自檢測時(shí)斷開。自檢測需采集的信號(hào)主要是指令電流Im1、It1和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n以及Um1和Ut1的階躍響應(yīng)，具體測試項(xiàng)目包括定子電阻R1、轉(zhuǎn)差系數(shù)Ks和轉(zhuǎn)矩系數(shù)Kt。完成電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線自設(shè)立后，把電動(dòng)機(jī)參數(shù)寫入變頻器1的內(nèi)部寄存器進(jìn)行寄存，通過變頻器1指令，起動(dòng)變頻器的模型自適應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)際節(jié)電系統(tǒng)對電動(dòng)機(jī)參數(shù)在線修正。
具體步驟如下①將電動(dòng)機(jī)M額定參數(shù)輸入功能碼P01、P02和P03內(nèi)；極數(shù)功能碼為P01，設(shè)定值2～14極容量功能碼為P02，設(shè)定值0.01～500kW額定電流功能碼為P03，設(shè)定值0.00～2000A②將功能碼P04設(shè)定為2，電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)，系統(tǒng)自檢測電動(dòng)機(jī)M的定子電阻R1％和50Hz下的總漏抗X％，自動(dòng)輸入功能碼P05；③將功能碼P04設(shè)定為3，電動(dòng)機(jī)M處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)，測R1％和X％后，電動(dòng)機(jī)M在相應(yīng)頻率下轉(zhuǎn)動(dòng)，再自動(dòng)測量電動(dòng)機(jī)M空載電流I0，并將測出的參數(shù)自動(dòng)寫入P06、P07和P08；④將功能碼P04設(shè)定為0，自檢測不動(dòng)作，功能碼P05設(shè)定為1，電機(jī)參數(shù)在線自調(diào)整動(dòng)作，使自檢測狀態(tài)變?yōu)樽詣?dòng)速度調(diào)節(jié)狀態(tài)；⑤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償輸入功能碼P09。
設(shè)定值計(jì)算式＝基本頻率×轉(zhuǎn)差/同步轉(zhuǎn)速(Hz)一般取在0.00～15.00Hz范圍內(nèi)。
為抑制電磁噪聲干擾和諧波干擾，如圖5所示，本實(shí)用新型采用了線噪聲濾波技術(shù)和無源串-并聯(lián)補(bǔ)償技術(shù)。一避雷器5與本實(shí)用新型并聯(lián)接入電源。在變頻器1的輸入端和輸出端分別串聯(lián)有線噪聲濾波器2(如圖2所示)，由線心線圈構(gòu)成，由于纏繞的圈數(shù)越多，其濾波效果越好，本實(shí)用新型中使用的線噪聲濾波器2內(nèi)含3圈纏繞(4匝)，對數(shù)百千赫茲以上的噪聲效果顯著。無源補(bǔ)償裝置與變頻器1并聯(lián)接向電源，如圖3所示，在變頻器1的輸入端，并聯(lián)有由電容Cl、電感L1組成的同步濾波器3和由電容C2、電感L2以及電阻R2組成的高通濾波器4，由特定的參數(shù)匹配，使對特定的奇次諧波形成諧振，從而達(dá)到吸收高次諧波的目的，使諧波就地吸收，不反送到電網(wǎng)中，從而抑制變頻器諧波對電網(wǎng)造成的污染。在變頻器1的主電路中，斷開原來橋式整流和電容濾波器之間的連接，加設(shè)一直流電抗器DCL(如圖4所示)，可增加變頻器的輸入阻抗，大大提高變頻器1的功率因素，可有效抑制諧波干擾。
本裝置GK的輸入端順序連接變送器、屏蔽，最后外接傳感器，而輸出端通過導(dǎo)線與電動(dòng)機(jī)M連接，如圖6所示，加設(shè)于原電氣接線系統(tǒng)(圖6虛線框部分)，安裝時(shí)不需改變原接線系統(tǒng)，安裝非常方便。
權(quán)利要求1.一種可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置，主要包括變頻器，其特征是所述變頻器輸入端設(shè)有一與電動(dòng)機(jī)連接的可進(jìn)行自適應(yīng)控制的電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)；變頻器的輸入端和輸出端分別串聯(lián)有線噪聲濾波器；在變頻器的輸入端設(shè)置一并聯(lián)無源補(bǔ)償裝置；在變頻器主電路中設(shè)置一串聯(lián)補(bǔ)償裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置，其特征是所述的電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)包括自檢測控制環(huán)節(jié)和速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，其輸入端分別通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器與電動(dòng)機(jī)連接輸入電動(dòng)機(jī)參數(shù)，其輸出端分別通過電流控制環(huán)節(jié)與變頻器連接輸出電壓和頻率，形成兩個(gè)循環(huán)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置，其特征是所述的線噪聲濾波器由線心線圈構(gòu)成，內(nèi)含4匝3圈纏繞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置，其特征是所述的并聯(lián)無源補(bǔ)償裝置為由電阻、電感、電容聯(lián)接而成的同步濾波器及高通濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置，其特征是所述的串聯(lián)補(bǔ)償裝置為一直流電抗器，串聯(lián)于變頻器主電路中的橋式整流和電容濾波器之間。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可編程變頻電機(jī)節(jié)電裝置，主要包括一變頻器，該變頻器輸入端設(shè)有一與電動(dòng)機(jī)連接的可進(jìn)行自適應(yīng)控制的電動(dòng)機(jī)參數(shù)離線設(shè)定系統(tǒng)；變頻器的輸入端和輸出端分別串聯(lián)有線噪聲濾波器；在變頻器的輸入端設(shè)置一并聯(lián)無源補(bǔ)償裝置；在變頻器主電路中設(shè)置一串聯(lián)補(bǔ)償裝置。本實(shí)用新型利用“電動(dòng)機(jī)在線自適應(yīng)算法”進(jìn)行電動(dòng)機(jī)參數(shù)檢測，并把測定的結(jié)果通過編程輸入到變頻器中，從而可實(shí)現(xiàn)精確的節(jié)能運(yùn)算控制，節(jié)電效果明顯，在典型應(yīng)用中節(jié)電效率可達(dá)70％以上，一般電動(dòng)機(jī)可達(dá)43％以上。同時(shí)，利用線噪聲濾波法和無源并聯(lián)－串聯(lián)補(bǔ)償法，能有效地抑制諧波干擾和電磁干擾。
文檔編號(hào)H02K11/00GK2632938SQ0326772
公開日2004年8月11日 申請日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者俞展新, 鐘欽全, 梁舜曉 申請人:廣州金關(guān)節(jié)能科技發(fā)展有限公司