專利名稱：電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，它適應(yīng)于低壓電力系統(tǒng)中電 力拖動(dòng)領(lǐng)域與三相異步電動(dòng)機(jī)單機(jī)配套，將電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)納入智能全自 動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)其最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使供用電企業(yè)都獲得增效、降耗、髙效節(jié)電的 雙重效益。
技術(shù)背景能源，不但是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)資源，人類生存之源，社會(huì)發(fā)展生息之 源，而且可以說，如果沒有能源，那么今天世界的一切文明都即將失落。因此， 節(jié)約能源，提髙現(xiàn)有能源的利用效益是當(dāng)今人類的頭等大事，電能是以寶貴的 一次能源為代價(jià)升化的優(yōu)質(zhì)能源，"用電"是今天能源消耗的主要形式之一，因 此，節(jié)電及提髙電力的整體電效能就成為了節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。電動(dòng)機(jī)是將電能 轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的樞紐，當(dāng)今世界上一切電力拖動(dòng)基本上都是通過這一形式來完成的。電動(dòng)機(jī)問世120年來推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的髙速發(fā)展，同時(shí)它的耗電量(世 界各國)都占到了國家總電量的70%。電動(dòng)機(jī)的能耗效益比，雖然遠(yuǎn)比蒸氣機(jī) 和內(nèi)燃機(jī)優(yōu)越，但是由于其原理上的"本征特性"，它在實(shí)際工作運(yùn)行中還滋生 著各種負(fù)面效應(yīng)；它是低壓電力系統(tǒng)中主要的感性無功源；諧波源；以及特種 工況的發(fā)電機(jī)效應(yīng)；A接法過大的起動(dòng)電流，A接法在實(shí)際工作中許多工況處 于"大馬拉小車"其電效益很低；強(qiáng)電系統(tǒng)中電弧燒損器件…….這些因素造 成對(duì)電力的極大浪費(fèi)，降低了設(shè)備的效力，是系統(tǒng)整體電效能嚴(yán)重下降的根本 原因。然而，這一系列課題百年來"甚解難求",是使得三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用技 術(shù)領(lǐng)域節(jié)電的整體目標(biāo)"大成難得"，是電動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域阻礙實(shí)用電動(dòng)機(jī)實(shí) 現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的"百年天塹"。誠然，破解這一系列課題，實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)及 其工作系統(tǒng)最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是關(guān)系到當(dāng)今節(jié)電技術(shù)領(lǐng)域的"半壁江山"問鼎沉浮 的大事。 實(shí)用新型內(nèi)容本項(xiàng)實(shí)用新型的出發(fā)點(diǎn)與目的，就在于采用切實(shí)可行的技術(shù)途徑全面破解 系列難題，給實(shí)用中的各類現(xiàn)型三相異步電動(dòng)機(jī)提供一種廣泛適應(yīng)的高效節(jié)能產(chǎn)品綜合技術(shù)，以開發(fā)適應(yīng)各種場合運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)配套的系列型號(hào)的 節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品。使百年依舊的電力拖動(dòng)進(jìn)入智能全自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)及其工 作系統(tǒng)的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 一種電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，它是由多種 以模擬電路為主結(jié)合數(shù)字電路制成了多種特定功能的集成電路芯片而形成的多 個(gè)單元控制組件聚合的，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，施行多 元監(jiān)控的智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)。其特征在于各單元組件控制電路都分別制成 了專用的電路芯片，它是由中央控制器l; Y/A轉(zhuǎn)換組件的控制器前置級(jí)2和執(zhí) 行前置級(jí)3;就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)那爸眉?jí)4和執(zhí)行級(jí)5;抑制發(fā)電機(jī)效應(yīng)單元組件控 制級(jí)6和信息形成處理級(jí)7;消弧電路組件8;綜合保護(hù)單元控制前置級(jí)9和執(zhí) 行前置級(jí)10;全息取樣信息處理電路ll;多元傳感器12;終端執(zhí)行級(jí)13組合 接電電路14;工作全息顯示器15;多路電源16組成對(duì)受控的三相異步電動(dòng)機(jī) 及其工作系統(tǒng)17施行全方位的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行監(jiān)控。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比不同之處在于首先建立了實(shí)現(xiàn)現(xiàn)型實(shí)用電動(dòng) 機(jī)及其工作系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行"新理念"，以提髙系統(tǒng)"整體電效能"作為主體目標(biāo)， 透視到影響現(xiàn)型電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)電效能降低的根本因素是電動(dòng)機(jī)自身的 "本征特性"。從而針對(duì)其"本征特性"的各項(xiàng)具體內(nèi)容，采取了切實(shí)可行的技 術(shù)途徑，通過大量的應(yīng)用試驗(yàn)在分別破解了各項(xiàng)課題的基礎(chǔ)上確立了統(tǒng)籌全局 的"整體方案"，從而實(shí)現(xiàn)的一項(xiàng)具有綜合節(jié)電性能的技術(shù)成果。它不同于現(xiàn)有 的各種單項(xiàng)功能的技術(shù)，如本項(xiàng)技術(shù)的前身"ZL99 2 35013.1電動(dòng)機(jī)節(jié)能保護(hù) 器"，只有Y/A雙向轉(zhuǎn)換和綜合保護(hù)功能。而本"電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器"，是 在該新型專利技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展的對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)由其"本征特性"，所固有 的各種"負(fù)效應(yīng)"進(jìn)行全局性的綜合治理，將多項(xiàng)節(jié)能技術(shù)集成于一體，為使 電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)達(dá)到"最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行"而研發(fā)的具有多選項(xiàng)全功能的控制 系統(tǒng)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比在節(jié)電效果與應(yīng)用性能方面具有明顯的優(yōu)勢。 (1)當(dāng)前在中國馳名的外國技術(shù)與產(chǎn)品如美國的"英福特"技術(shù)，它是 一項(xiàng)以優(yōu)化管理來獲得提髙供用電系統(tǒng)"整體電效益"的技術(shù)措施。又如國 際資訊圖書出版集團(tuán)公司，2006年出版的，國家發(fā)展和改革委員會(huì)國際合作中 心匯編的《國際招標(biāo)與合作》 一書中(77 ~ 80面)，北京潤得堡科貿(mào)有限公司在《節(jié)電領(lǐng)域中電力電子新技術(shù)的應(yīng)用》 一文中介紹說"針對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 和特點(diǎn)，英國EMS公司的研究人員研制出了......新一代電動(dòng)機(jī)智能化的節(jié)能與控制裝置-"電動(dòng)機(jī)優(yōu)化器"，及"自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器"......."節(jié)電比已達(dá)到IO%~20%....."。文章指明它是英、美、德、曰都肯定的成熟技術(shù)與高效節(jié)能產(chǎn) 品。我們從介紹的原理可知它是一項(xiàng)釆用雙向可控硅調(diào)整自耦變壓器抽頭來調(diào) 節(jié)電動(dòng)機(jī)供電電壓的自動(dòng)控制的調(diào)壓設(shè)備，其意圖通過對(duì)電壓的適當(dāng)調(diào)節(jié)來優(yōu) 化電動(dòng)機(jī)運(yùn)行而收到節(jié)電的效果。上述兩類技術(shù)產(chǎn)品，在它們適應(yīng)的場合都有 可能體現(xiàn)一定的節(jié)電效果，但效果不會(huì)顯著，特別要指出的是后者，它把大功 率可控硅接入三相動(dòng)力回路中，給電網(wǎng)造成電力污染是不容忽視的，這些都是 事物本質(zhì)決定的，因?yàn)閮烧咚x擇的技術(shù)途徑，都沒有認(rèn)識(shí)到"本征特性"這 一根本問題，因而適應(yīng)的場合也不多。(2) 關(guān)于無功補(bǔ)償，德國的"法蘭克蓋姆譜"，荷蘭的"洛基雅"集中無 功補(bǔ)償全自動(dòng)控制裝置，在歐洲已有數(shù)十年的研究及應(yīng)用實(shí)踐的經(jīng)歷了。近十 年來，我國電力系統(tǒng)中已廣泛地釆納了 "無功集中補(bǔ)償自動(dòng)控制"設(shè)備，它對(duì)"阻斷"低壓電網(wǎng)的感性無功通過變壓器反饋到高壓電網(wǎng)起到了 "屏障"的作 用，這對(duì)于保障高壓電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量具有重大的意義。但是，它對(duì)于低壓 電力系統(tǒng)的作用甚微。關(guān)于低壓系統(tǒng)最適宜的是"單機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償"以及"動(dòng) 態(tài)Y/A雙向轉(zhuǎn)換"和"跟蹤Y/A轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)量調(diào)節(jié)"的全自動(dòng)控制技術(shù)，只有這種就地?zé)o功補(bǔ)償，才是讓供電部門和電力用戶雙收益的最佳補(bǔ)償方式。但也是 實(shí)施技術(shù)難度最高的，如電動(dòng)機(jī)的就地?zé)o功全額補(bǔ)償量控制，尤其是電動(dòng)機(jī) Y/A兩種運(yùn)行方式下，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)補(bǔ)償量的跟隨，以及如何卸除集中補(bǔ)償襲入 過補(bǔ)量的騷擾等等，仍是當(dāng)今科技攻關(guān)的課題，本項(xiàng)實(shí)用新型的無功補(bǔ)償技術(shù) 已將這一課題迎刃而解，將單機(jī)功率因數(shù)提高到趨近于"1",將系統(tǒng)無功電流 抵償?shù)节吔?0"，這在國內(nèi)外是沒有先例的。(3) 關(guān)于抑制"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)用在某些特種工況中(如 抽油機(jī))，會(huì)頻頻產(chǎn)生"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"，發(fā)電機(jī)效應(yīng)產(chǎn)生的"負(fù)"電力是電網(wǎng)的 禍患。目前，中外油田的抽油機(jī)都是釆用各式各樣的配重平衡的方法來從程度 上予以減輕，卻都不能消除。本實(shí)用新型的"抑制發(fā)電機(jī)效應(yīng)"的控制技術(shù)是 采用"信息探測指令執(zhí)行的自動(dòng)控制"，當(dāng)電動(dòng)機(jī)即將進(jìn)駐發(fā)電機(jī)效應(yīng)非正常狀 態(tài)的瞬間，則即行斷開三相供電；而當(dāng)電動(dòng)機(jī)即將回到正常運(yùn)行前的瞬間，則即行接通三相供電。這樣就使電動(dòng)機(jī)不可能發(fā)生"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"，其危患也就徹 底根治。本項(xiàng)技術(shù)已通過實(shí)用檢驗(yàn)是完全成功的，它是本課題上具有重大意義 的創(chuàng)新性技術(shù)之一。(4) 關(guān)于電力開關(guān)消弧技術(shù)。百年來，電動(dòng)機(jī)配電系統(tǒng)中都是采用有觸點(diǎn) 的磁力開關(guān)，如交流接觸器，它是一種自身耗電少，功能與性能都久經(jīng)應(yīng)用證 實(shí)的"良性"器件，美中不足之處是強(qiáng)電電路中電弧燒蝕繼電"觸頭"影響有 效壽命。由于可控硅的出現(xiàn)，近年來它已涉入到強(qiáng)電系統(tǒng)中作無觸點(diǎn)開關(guān)取代 交流接觸器，解決了電弧燒蝕觸頭的壽命問題，其實(shí)也未必然，因?yàn)榭煽毓柙?電力系統(tǒng)中，由它瞬斷電流的特性同電動(dòng)機(jī)及變壓器的感性參量的匹配形成的 AV = di/dt的髙脈沖電壓反饋回來造成自毀，也對(duì)其他器件都帶來危害，在運(yùn)用了可控硅的系統(tǒng)中，這類現(xiàn)象是常見的。并且可控硅自身的耗電比交流接觸 器大許多倍，由于它費(fèi)電大引起自身發(fā)熱還必須配備恰當(dāng)冷卻設(shè)施(散熱器風(fēng) 冷或水冷)，因此，可控硅在低壓電力系中不是"良性"器件，也不是低耗器件。 由它給電力系統(tǒng)帶來的負(fù)面效應(yīng)是致命的缺陷，把它應(yīng)用在低壓電力系統(tǒng)大電 流回路上作為常通器件是不合適的。本經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器中仍然是釆用磁力開關(guān)(交流接觸器)，因?yàn)槲覀円殉晒?地開發(fā)了消除磁力開關(guān)觸點(diǎn)電弧的"消弧技術(shù)"。它是本實(shí)用新型的又一個(gè)創(chuàng)新 點(diǎn)。(5) 綜合保護(hù)，電動(dòng)機(jī)長期安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是企業(yè)效益的保證。為此，電動(dòng) 機(jī)配電系統(tǒng)中需要加裝多種功能的保護(hù)器。當(dāng)前普遍應(yīng)用的各種單一功能的保 護(hù)器難以配套。本實(shí)用新型的綜合保護(hù)器是一種將十項(xiàng)保護(hù)功能融于一體的電 子電路原理的綜合保護(hù)器。(6) Y/A、 Y-A、 A多程式起動(dòng)。關(guān)于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能，單從電動(dòng)機(jī)自身以及盡快進(jìn)入額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行角度，那是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程愈快越好。但是由 于在A形接法時(shí)其起動(dòng)電流一般都達(dá)到額定電流的5至7倍。由其起動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)以及造成IR的大幅度線壓降，給在線的用電器都帶來騷擾或造成事故。為此，自來在大功率電動(dòng)機(jī)工作系統(tǒng)中就發(fā)展了 "自耦變壓器軟起動(dòng)"、"頻敏軟起動(dòng)"，這些設(shè)備體積重量都大，不便于廣泛釆用；近些年來出現(xiàn)了 "可控硅控流軟起動(dòng)"，看起來這種軟起動(dòng)十分自如地減緩了電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)速度，也降低了起動(dòng)時(shí)的起沖電流。但是，其實(shí)質(zhì)上是把50周的正弦波形的電流變成了方波脈沖，控制脈沖電流的占空比來實(shí)現(xiàn)控制平均流的，由這一原理就可以認(rèn)識(shí)到它對(duì)低壓電力系統(tǒng)的負(fù)面作用是不言而喻的；上世紀(jì)80年代在一種新的機(jī)床配 電柜上，Y/A軟起動(dòng)技術(shù)問世，它有效地抑制了過大的起動(dòng)電流，而且不會(huì)給電網(wǎng)帶來任何負(fù)效作用，它是一種先進(jìn)適用的技術(shù)途徑.今天在許多電動(dòng)機(jī)配電柜 上都可以見到它的廣泛應(yīng)用，但是它的推廣與應(yīng)用也存在如下問題，一是舊式的 設(shè)備不便于加裝，二是它的Y-A的時(shí)間控制是釆用舊式的時(shí)間繼電器來設(shè)定 的。這些都有待改進(jìn)。本電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器中的Y/A、 Y—△、 A多程式起 動(dòng)，就是在自身動(dòng)態(tài)Y/A雙向轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上結(jié)合上述Y/ A軟起動(dòng)的方式開發(fā)出 來的性能更臻完善的新型軟起動(dòng)裝置。本項(xiàng)軟起動(dòng)的功能是納入動(dòng)態(tài)Y/A雙向 轉(zhuǎn)換單元控制組件兼容實(shí)現(xiàn)的。(7)消除電網(wǎng)諧波。通常處理諧波的方法是將對(duì)象(網(wǎng)絡(luò))電壓與電流的波形測繪，用傅立葉級(jí)數(shù)式展開，分析諧波的頻譜與各次諧波的幅度然后設(shè)計(jì) 相應(yīng)的消諧槽路與以消除，這是被人們普遍采用的消諧方法。當(dāng)前可見到的消 諧電路基本上都是實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)途徑的標(biāo)準(zhǔn)模式。這種消諧槽路其理論原理是 正確的。但是在電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)中往往是多次諧波以及開關(guān)、可控硅通斷 形成的高頻譜信號(hào)交混一起，而且其成份與參量是隨電力系統(tǒng)各種參量的變化 而浮游變化的，因此在這樣的系統(tǒng)中釆用標(biāo)準(zhǔn)模式消諧很不現(xiàn)實(shí)，而且這種消 諧槽路都要損失部分基波能量，從節(jié)電角度來衡量，其效果會(huì)是實(shí)得其反。本 實(shí)用新型中的"消諧"功能不采用這類標(biāo)準(zhǔn)模式，而是將其納入無功補(bǔ)償控制 單元兼容，因?yàn)檠a(bǔ)償電容對(duì)于高于基波(50Hz)的諧波本來有更佳的吸收能力。 這里要分析的問題是為什么中外的無功補(bǔ)償都沒有二者并舉的兼容設(shè)計(jì) 呢，相反地都是類同地在電容器的前端設(shè)置抗諧波的電抗器阻止諧波電流進(jìn)入 電容器這是因?yàn)閹缀跛醒a(bǔ)償電容器的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)都只按照補(bǔ)償電容來確定的， 如電壓標(biāo)準(zhǔn)是使用電壓的1. 1倍，(低壓380V ~系統(tǒng)中使用的自愈式補(bǔ)償電容標(biāo) 稱電壓為400V ，最大耐壓則為440V，在380V 三相電網(wǎng)中作A連接則每luF 電流值為180mA)其耐電壓以及允許通過的電流都沒有潛在i，基于這一標(biāo)準(zhǔn)電 容器的無功補(bǔ)償，不可能兼容消諧功能而且必須在電容的前端加抗諧波的"電 抗器"。否則電容器就會(huì)被損壞。由于電抗器是一種耗能器件，使得補(bǔ)償?shù)男Ч?大幅度地折扣，這是通常的就地?zé)o功補(bǔ)償最高節(jié)電效果局限于8%以下的主要原 因。本項(xiàng)實(shí)用新型中的就地?zé)o功補(bǔ)償，不采用電抗器的設(shè)計(jì)模式，而是采取將補(bǔ)償電容的標(biāo)稱電壓大幅度提高，如380V 三相交流補(bǔ)償電容的標(biāo)稱電壓提高到 630V一， VB/Vs-1.25倍即是實(shí)際耐電壓與過電流的強(qiáng)度都達(dá)到2倍的富余量，能 夠承受電網(wǎng)諧波電壓與電流的沖擊。使得本項(xiàng)設(shè)計(jì)成功地實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償與消 諧兩項(xiàng)功能的兼?zhèn)?。通過應(yīng)用實(shí)踐證實(shí)本無功補(bǔ)償?shù)墓?jié)電率通常穩(wěn)定在20%以 上，同時(shí)消諧的效果十分良好。(8)近十年來，許多商家把"調(diào)頻調(diào)速"技術(shù)，以引進(jìn)外國髙科技產(chǎn)品的 名義滲入到我國電動(dòng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域充當(dāng)高效節(jié)電器， 一度風(fēng)起云涌，至今仍有"巿 場"。其實(shí)調(diào)頻調(diào)速這一技術(shù)產(chǎn)品用于電動(dòng)機(jī)是為了平穩(wěn)地調(diào)節(jié)速度，并且在調(diào) 速的同時(shí)是以降低電動(dòng)機(jī)整體電效能為代價(jià)的。無論是從理論推導(dǎo)，還是對(duì)安 裝了調(diào)頻調(diào)速裝置的電動(dòng)機(jī)工作系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)測，其結(jié)果與結(jié)論是一致的"調(diào)頻 調(diào)速"技術(shù)不是電動(dòng)機(jī)節(jié)電技術(shù)，而且調(diào)頻調(diào)速這一產(chǎn)品用于電動(dòng)機(jī)調(diào)速的同 時(shí)給電網(wǎng)帶來電力污染。從上述事例，不管各方人士的目的千差萬別，但說明 了電動(dòng)機(jī)節(jié)電這一目標(biāo)在節(jié)能事業(yè)中居重中之重的地位。本電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，不是從外國引進(jìn)的高科技，是我們自已開發(fā)出 來的真真切切的電動(dòng)機(jī)高效節(jié)能產(chǎn)品技術(shù)。為此申報(bào)實(shí)用新型專利。
圖1為本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器原理框圖。 圖2為本實(shí)用新型消除磁力開關(guān)觸點(diǎn)電弧的原理電路圖。 圖3a為本實(shí)用新型Y/A轉(zhuǎn)換節(jié)電理論依據(jù)的電流工作特性曲線圖。 圖3b為本實(shí)用新型Y/ A轉(zhuǎn)換節(jié)電理論依據(jù)的效率工作特性曲線圖。 圖3c為本實(shí)用新型Y/A轉(zhuǎn)換節(jié)電理論依據(jù)的功率因數(shù)工作特性曲線圖。 圖4為本實(shí)用新型動(dòng)態(tài)Y/A雙向轉(zhuǎn)換組件原理電路圖。 圖5為本實(shí)用新型就地?zé)o功補(bǔ)償節(jié)電理論依據(jù)-補(bǔ)償原理圖。 圖6為本實(shí)用新型就地?zé)o功補(bǔ)償原理電路圖。 圖7為游梁式抽油機(jī)(在理想平衡)的扭矩曲線圖。 圖8為抑制電動(dòng)機(jī)"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"自動(dòng)控制及控制系統(tǒng)原理電路圖。
具體實(shí)施方式
圖1為電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器原理框圖。該圖從整體輪廓上表明了本實(shí)用 新型的主體組成內(nèi)容及各部分的主要功能和作用關(guān)系。本經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器是由 多種模擬電路為主結(jié)合數(shù)字電路，分別制成了多種特定功能的集成電路芯片為核心器件形成的多選項(xiàng)的單元控制。它們是電動(dòng)機(jī)"動(dòng)態(tài)Y/A雙向轉(zhuǎn)換"及 "Y/A軟起動(dòng)"控制單元；"就地?zé)o功補(bǔ)償"及消除諧波控制單元；抑制電動(dòng)機(jī)"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"控制單元；根除強(qiáng)電下磁力開關(guān)觸點(diǎn)電弧控制單元；多功能綜 合保護(hù)控制單元；以及全息顯示等單元聚合，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng) 施行多元全方位的監(jiān)控的智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)。其特征在于各單元集成電路 芯片型號(hào)為KDJN9906.※(※為1.2.3.4.5);它是由中央控制器1; Y/A轉(zhuǎn)換 組件的控制前置級(jí)控制器負(fù)荷跟蹤節(jié)電控制和執(zhí)行前置級(jí)節(jié)電控制轉(zhuǎn) 換器；就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)目刂魄爸眉?jí)C控制器就地?zé)o功補(bǔ)償準(zhǔn)量控制和執(zhí) 行級(jí)無功補(bǔ)償調(diào)整執(zhí)行級(jí)；抑制發(fā)電機(jī)效應(yīng)控制組件E控制器抑制發(fā)電 機(jī)效應(yīng)執(zhí)行級(jí)和信息形成處理級(jí)傳感探測電路；消弧電路組件8D控制 器消弧執(zhí)行級(jí)組件；綜合保護(hù)單元控制前置級(jí)9B控制器綜合保護(hù)和執(zhí)行 前置級(jí)IO綜合保護(hù)執(zhí)行級(jí)；全息取樣信息處理ll;多元傳感器1傳感器 多級(jí)；終端執(zhí)行級(jí)13;組合接電電路14;全息顯示器15;多路電源16組成， 對(duì)授控的三相異步電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)17施行全方位的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)其最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行。圖2為消除磁力開關(guān)觸點(diǎn)電弧原理電路圖。電力開關(guān)觸點(diǎn)消弧電路原理， 該電路包括兩個(gè)部分(l)執(zhí)行電路，它是由磁力開關(guān)30 (交流接觸器)和無 觸點(diǎn)開關(guān)31組成，二者電力回路同相并聯(lián)；控制回路分別接至控制器的相應(yīng)接 口。 (2)控制電路，它是一個(gè)雙路信息輸入，五路信號(hào)輸出，設(shè)置有固定延時(shí) 的電子開關(guān)29。當(dāng)接通電源時(shí)無觸點(diǎn)開關(guān)31先導(dǎo)通，磁力開關(guān)30后合閘；當(dāng) 切斷電源時(shí)，觸點(diǎn)開關(guān)30先分?jǐn)?，無觸點(diǎn)開關(guān)31后截止。二者時(shí)間差約20ms。 這樣就做到了觸點(diǎn)開關(guān)"分"、"合"都不會(huì)產(chǎn)生電弧了。開關(guān)觸點(diǎn)消除了電弧 的燒灼，其接觸安全可靠，器件有效壽命大為延長。其無觸點(diǎn)開關(guān)電力回路每 次只工作20ms，器件經(jīng)久耐用。電力系統(tǒng)中開關(guān)分、合電弧燒蝕觸頭，歷來令 人無奈，并認(rèn)為是一種不可避免的結(jié)局。本技術(shù)的難點(diǎn)在于控制電路的設(shè)計(jì)要 做到洽到好處。圖2擬以Y/A雙向轉(zhuǎn)換中Y接和A接兩路交流接觸器觸點(diǎn)消弧為例。三角 接交流接觸器JCS-3K的三相觸頭同3SSR-S模塊的三相回路分別并聯(lián)；星接交 流接觸器KX-3K的三相觸頭同3SSR-X模塊的三相回路分別并聯(lián)；Y/A兩交流 接觸器的磁力線圈JCS、 JCX以及3SSR-S、 3SSR-X的控制極均授控雙路消弧電路按既定的"四步"控制，圖中以虛線雙箭頭表示的"1 — 4"或"4 — 1"的圓 弧控制程序來完成雙邊消弧的。如Y轉(zhuǎn)A，則第一步是JCX-3K分?jǐn)啵坏诙绞?3SSR-X截止；第三步是3SSR-S導(dǎo)通；第四步是JCS - 3K合閘，既完成①、②、 ③、④的控制程序；當(dāng)A轉(zhuǎn)Y則按4、 3、 2、 l程序完成。Y轉(zhuǎn)A，或A轉(zhuǎn)Y， 是由Y/A雙向轉(zhuǎn)換電路KDJN9906. 1的11號(hào)和8號(hào)輸出的信號(hào)指令來決定的。 圖中"6"字頭的電路部分是控制Y接運(yùn)行；"7"字頭的電路部分是控制A接運(yùn) 行；"8"字頭的電路是Y/A轉(zhuǎn)換連鎖電路，圖中JCZ、 SSR-Y/A、 JCS-fb、 JCX-fk、 JCX-fb、 JCS-fk都是為雙路消弧設(shè)立的"故障安全保護(hù)"電路器件。 圖3a、圖3b、圖3c分別為Y/A轉(zhuǎn)換節(jié)電理論依據(jù)的電流、效率、功率因 數(shù)工作特性曲線。圖中Ii，P,為電動(dòng)機(jī)不同負(fù)載電流及功率值.I" Pa為電動(dòng)機(jī)額 定電流及額定功率值。動(dòng)態(tài)Y/A轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)節(jié)電的理論依據(jù)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，都 以額定功率條件下工作，其綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)才能達(dá)到最高，即是才能實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行。經(jīng)典著作和教科書指出"合理選擇電動(dòng)機(jī)是相當(dāng)重要的，它關(guān)系到生產(chǎn) 機(jī)械的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的改善......電動(dòng)機(jī)選型以選擇額定功率最為主要……使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載一般為0.7~0.9左右的額定功率"。然而，在實(shí)際工況 中電動(dòng)機(jī)工作在這一 "選型"負(fù)載量只是少數(shù)的工態(tài)，如大多數(shù)金屬切削機(jī)械 加工中，其負(fù)載率是在5%~50%區(qū)間變化，偶有重載，"大馬拉小車"使電動(dòng) 機(jī)效率嚴(yán)重下降。十九世紀(jì)末，歐洲的電磁理論家們發(fā)現(xiàn)并提出"交流電動(dòng)機(jī)Y形接法和A 形接法可以適應(yīng)不同負(fù)載"的節(jié)電理論。從此三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)有六個(gè)端 子，Y/A兩種接法并立。多種電工理論書籍指出"電動(dòng)機(jī)在輕載時(shí)，Y形連接可以使網(wǎng)路功率因數(shù) 與效率都獲得提髙"，本圖試?yán)L出電動(dòng)機(jī)從空載至5(P/。額定負(fù)載下Y接法、A接 法的工作電流、效率、功率因數(shù)特性曲線。由三組工作特性曲線表明，當(dāng)電動(dòng) 機(jī)負(fù)載率為0~50%的區(qū)間時(shí)，釆用Y連接比A連接其線電流顯著降低，將使饋 電線損以12率減少；電動(dòng)機(jī)自身的效率獲得明顯提髙；工作系統(tǒng)的功率因數(shù)得 到改善，它表明無功分量帶來的無益耗電隨之減少。以上事實(shí)說明在電動(dòng)機(jī)"大 馬拉小車"的情況下，將A接法轉(zhuǎn)換到Y(jié)接法是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)增效、降耗、節(jié)電 減排的有效技術(shù)途徑。圖4為動(dòng)態(tài)Y/A雙向轉(zhuǎn)換組件原理電路圖。它是一個(gè)由多級(jí)運(yùn)放組成的雙基準(zhǔn)、雙路延時(shí)，雙向穩(wěn)態(tài)、雙與門輸出的電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)Y/A雙向轉(zhuǎn)換的控制電路，其集成電路型號(hào)為KDJN9906. 1;準(zhǔn)負(fù)荷跟蹤參量取樣電路中釆用了 5: 6000 的特種電流傳感器18;負(fù)載信號(hào)處理電路19是一種橋式全波二端輸入多路輸出 的二重積分電路，它的輸出一路送到綜合保護(hù)器9過載保護(hù)輸入端，即 KDJN9906. 5的5和11腳， 一路送到顯示器15， 一路送給控制器2即KDJN9906. 1 的l腳信號(hào)輸入端，它的終端接有一電位器W1是用來作"動(dòng)力域調(diào)節(jié)"的，使 得本電路實(shí)應(yīng)于4KW 630KW范圍額定功率的電動(dòng)機(jī)都可匹配。雙基準(zhǔn)整定電路20是由一光電耦合器4N35同R12及"基準(zhǔn)鎖定"電位器 W2組成，它的兩功能輸出端一端通過R13，另一端直接送入控制器(2)KDJN9906. 1 的10和9輸入端，使得本電路在實(shí)現(xiàn)Y/A轉(zhuǎn)換的同時(shí)其轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電平同步變換， 即是Y轉(zhuǎn)A和A轉(zhuǎn)Y形成的雙基準(zhǔn)，二者差值可在+ 12y。 ~ -5。/。范圍由選擇R12 阻值來確定，"基準(zhǔn)鎖定"是采用一電位器W2可在0 100y。的范圍調(diào)節(jié)，以方 便各種場合的實(shí)用中Y/A轉(zhuǎn)換的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)的鎖定，雙基準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)即提高了轉(zhuǎn) 換的穩(wěn)定性，又?jǐn)U展了 Y接法工作的節(jié)電區(qū)間；"轉(zhuǎn)換延時(shí)"電路21，它是由電位器W3、電阻R6、 二極管D14、電容器C8 構(gòu)成的單向可變延時(shí)和雙向固定延時(shí)，電路其兩功能端分別接到KDJN9906. 1的 7、 5輸入端組成。Y/A轉(zhuǎn)換的雙向固定延時(shí)是由R6xC8的時(shí)間常數(shù)確定的，它 的作用是抗電網(wǎng)上高壓脈沖電壓的干擾，如調(diào)頻調(diào)速產(chǎn)品產(chǎn)生的頻譜脈沖信號(hào) 引起的誤動(dòng)，但是這一固定延時(shí)不宜過長，如機(jī)械加工場合宜設(shè)定在0.25~ 0. 3s,鼓風(fēng)機(jī)類宜設(shè)定在0. ls以下；A轉(zhuǎn)Y的單向可調(diào)延時(shí)是R(W3) xC8的時(shí) 間常數(shù)來確定的，調(diào)節(jié)W3可使延時(shí)在0.2s至40s范圍鎖定，以適應(yīng)各種場合的使用，同時(shí)避免無必要的頻繁轉(zhuǎn)換；起動(dòng)延時(shí)電路22是由電位器W4、電容器C7接入KDJN9906. 1的2、 3、 4端組成，它的功能與作用， 一是抗電動(dòng)機(jī)起動(dòng)負(fù)荷的沖擊引起轉(zhuǎn)換振蕩，二是 使Y/A轉(zhuǎn)換控制兼容Y/A、 YA、 A多程式軟起動(dòng)功能。本電路中的繼電器JD、 JA及JCX-Fk、 b、 JCS-Fk、 b輔助觸點(diǎn)，都是為 Y/A轉(zhuǎn)換及消弧電路的"故障安全保護(hù)"設(shè)立的。本控制電路使電動(dòng)機(jī)輕載轉(zhuǎn)到Y(jié)接運(yùn)行LED1 "綠色"發(fā)光管亮，重載轉(zhuǎn)接 A運(yùn)行LED2 "黃色"發(fā)光管亮，理想地實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)Y/A雙向轉(zhuǎn)換的節(jié)電控制。圖5為無功補(bǔ)償原理圖。圖中U-電源電壓向量，I，-補(bǔ)償前負(fù)荷電流(線電流)向量，①r^滯后于U的相位角，圖中0>產(chǎn)45.57° (cos①產(chǎn)0.7)， Il廣樸 償前It的感性無功分量，Ir-I，、 12的有功分量，Ic-電容器電流，超前U卯。(I產(chǎn) (-Iu-Iu)， Ir補(bǔ)償后線電流，①r補(bǔ)償后l2滯后于U的相位角，圖中0)2=8丄 (COSO>2=0.99),"在電力系統(tǒng)中先天性地存在著大量的無功負(fù)荷，系統(tǒng)中大量 的無功功率，將降低系統(tǒng)的功率因數(shù)，增大線路的電壓損失和電能損失，嚴(yán)重 的影響著電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，造成對(duì)電能的無形浪費(fèi)。解決這一問題的有效 方法就是進(jìn)行無功補(bǔ)償"(摘自《無功補(bǔ)償崗位培訓(xùn)教材》)。"電動(dòng)機(jī)是低壓電網(wǎng)中主要的感性設(shè)備，造成無功損耗占低壓電網(wǎng)中無功 損耗的70%以上"。(摘自《發(fā)電廠變電所及電力系統(tǒng)的無功功率》)合理實(shí)施無 功就地補(bǔ)償，是企業(yè)獲得更大經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。由無功補(bǔ)償原理圖表明無功補(bǔ)償有效地提高了功率因數(shù)。于下將無功補(bǔ)償 的意義作概要分析。A、改善設(shè)備的利用率 S V^//，可見在一定的電壓U和一定的電流I的情況下，提髙coscj)其輸出的有功功率越大，是提高設(shè)備有效利用率的方 法。船附廣xc)B、 減少電壓損失電壓損失 " ，可見補(bǔ)償電容的容抗 Xc的引入電路，使AU減小，改善了電壓質(zhì)量。C、 提高電力網(wǎng)的傳輸能力P-ScosO，可見在傳送一定有功功率P的條件 下，cos①越髙，所需視在功率越小。D、 減少線路損耗在電路上流過電流I時(shí)，線路的有功線損t/"cos2(^ ,可見線路上有功損耗AP與c0s2①成反比，cos①越高，AP越小。下面，就原理圖中所表述的coscl)從0.7，補(bǔ)償提髙到0.99作計(jì)算， 0.72=0.49， 0. 992=0. 98，由兩式的數(shù)值，明確知道功率因數(shù)從0. 7提髙到0. 99， 在R不變的情況下，其線路損耗就減小了然而線路電阻并非是不變的，輸電線路的電阻R是隨溫度變化的。線溫升髙，電阻值增大。無補(bǔ)償時(shí)線溫比有 補(bǔ)償時(shí)高，在補(bǔ)償以后其線路損耗一定會(huì)減少50%以上。經(jīng)實(shí)際測試補(bǔ)償使得饋 電損耗減少了75%以上，AP值只為原來的1/4以下?？梢?，合理實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)就 地?zé)o功補(bǔ)償，是給低壓電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)增效、節(jié)電、減少電力污染提高供電質(zhì)量 的重要技術(shù)途徑。圖6為就地?zé)o功補(bǔ)償原理電路圖。電容補(bǔ)償方式很多，交流電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償是讓供電部門和電力用戶雙 收益的最佳補(bǔ)償方式。但也是實(shí)施技術(shù)難度最髙的，如電動(dòng)機(jī)的就地全無功補(bǔ) 償?shù)臏?zhǔn)量控制，尤其是電動(dòng)機(jī)Y/A兩種運(yùn)行方式下，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)補(bǔ)償量的跟隨， 以及如何御除集中補(bǔ)償襲入過補(bǔ)量的騷擾等等，都是必須周全應(yīng)對(duì)的。本無功 補(bǔ)償控制技術(shù)，這些方面都獲得了較好的解決。本無功補(bǔ)償控制組件，其主體 電路是由比較器、門電路、雙基電路、多級(jí)運(yùn)放、雙橋式鑒相輸入電路和SSR 輸出電路組成的模擬控制電路。集成芯片型號(hào)為KDJN9906.2。它的控制前置級(jí) 4中設(shè)置有無功分量比例取樣及雙橋鑒相檢識(shí)電路23,當(dāng)電網(wǎng)呈現(xiàn)感性或容性 無功還是無功已全抵償，則它的輸出信息參量相應(yīng)為正或?yàn)樨?fù)，或?yàn)榱恪Ｖ骺丶呻娐份敵龆丝摄暯佣嗦烦炭仉娐?4，它的執(zhí)行級(jí)5的輸出端可銜 接多路設(shè)置有電抗導(dǎo)前緩充電電路25。以實(shí)現(xiàn)多路調(diào)節(jié)以及一臺(tái)控制器控制補(bǔ) 償多臺(tái)電動(dòng)機(jī)。本無功補(bǔ)償自動(dòng)控制，不但實(shí)現(xiàn)了就地?zé)o功準(zhǔn)量補(bǔ)償自動(dòng)調(diào)節(jié)和同時(shí)投切， 以及有效地抑制了過補(bǔ)的發(fā)生，并且能夠做到將電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)無功電流 抵償?shù)节吔?0"，使功率因數(shù)提高到趨近于"1"。此外，本無功補(bǔ)償不采用 中外無功補(bǔ)償通常都釆用的為了防護(hù)補(bǔ)償電容被諧波電流和高頻譜電壓沖擊損 壞，在電容三相回路中接常通電抗器的"模式"，而是釆用將電容器的耐壓標(biāo)準(zhǔn) 提髙到實(shí)際工作電壓的二倍以上，這樣就使得電容器有經(jīng)受諧波及高頻譜電壓 與電流沖擊的足夠富余量，從而確保了其長期可靠的有效壽命。還有，本項(xiàng)無 功補(bǔ)償中，設(shè)置有電抗L-3導(dǎo)前緩充電路即圖中JZ0導(dǎo)前電路32，它只在接電 的瞬間工作約10-20ms，隨之退出工作，與常通電抗器相比由此帶來的無益耗電 減少到接近于O，由于釆用了上述技術(shù)措施，使得本無功補(bǔ)償節(jié)電效果是通常就 地?zé)o功補(bǔ)償(最髙節(jié)電率4~8% )的三倍以上，通常達(dá)到22%。又由于電容回 路不設(shè)"電抗器"，使得本無功補(bǔ)償有良好的吸收諧波的功能，無須另設(shè)消諧網(wǎng)絡(luò)，關(guān)于消除電網(wǎng)諧波可靠納入本補(bǔ)償控制組件兼容，經(jīng)測試與應(yīng)用檢驗(yàn)效果 良好。圖7為常規(guī)型游梁式抽油機(jī)(在理想平衡)的扭矩曲線圖，e為曲柄轉(zhuǎn)角， 實(shí)線為復(fù)合載荷扭矩曲線，虛線為懸點(diǎn)載荷扭矩曲線，點(diǎn)畫線平衡塊載荷扭矩 曲線。(1) 三相異步電動(dòng)機(jī)其定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動(dòng)速率是每分鐘(50 x 60 x 2/極 數(shù))轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子受到旋轉(zhuǎn)磁場的牽引而轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在一個(gè)略低于旋轉(zhuǎn)磁場 轉(zhuǎn)速的"額定轉(zhuǎn)數(shù)"正常運(yùn)行。在特種工況中，當(dāng)受到負(fù)載慣量順勢拖動(dòng)的情 況下，則轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速會(huì)超過旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，使電動(dòng)機(jī)進(jìn)駐"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"非正 常運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"產(chǎn)生的電力，其頻率、電壓都不穩(wěn)定，電壓、 電流的相位與供電原方的相位是相反的。嚴(yán)重?fù)p壞供電質(zhì)量，造成電力的浪費(fèi)。(2) 抽油機(jī)系統(tǒng)的負(fù)荷特性，頻頻激發(fā)電動(dòng)機(jī)進(jìn)駐周而復(fù)現(xiàn)的"發(fā)電機(jī)效 應(yīng)"。圖7繪出了常規(guī)型游梁式抽油機(jī)(在理想平衡)的扭矩曲線，由曲線清楚 表明(a)如果不設(shè)平衡塊則整個(gè)下沖程懸點(diǎn)負(fù)荷扭矩為負(fù)值。(b)在加設(shè)平衡 塊即使在最理想平衡狀態(tài)時(shí)，上沖程在"a"、 "b"區(qū)間，下沖程在"c"、 "d" 區(qū)間，其復(fù)合載荷扭矩為負(fù)值。載荷扭矩呈現(xiàn)負(fù)值，既促使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行進(jìn)駐"發(fā) 電機(jī)效應(yīng)"非正常運(yùn)行狀態(tài)。中外油田的抽油機(jī)，運(yùn)行系統(tǒng)上都是背負(fù)著幾噸 或幾十噸重的平衡配重在井架上運(yùn)行旋轉(zhuǎn)，以對(duì)應(yīng)抽油泵上、下沖程作重力平 衡，并減小"發(fā)電機(jī)效應(yīng)"。由圖中三條扭矩曲線就很明了平衡塊載荷扭矩曲 線是重物按極坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)形成的Sin曲線，抽油泵上下沖程形成的懸點(diǎn)載荷曲線 基本上是按直角坐標(biāo)y軸變化的"方波"曲線。二者不可能達(dá)到理想的動(dòng)平衡， 這點(diǎn)由復(fù)合載荷扭矩曲線做了真實(shí)的描繪。由于油井下面的情況總是不斷的變 化......影響到懸點(diǎn)載荷扭矩也是不斷變化的，這就需要將平衡塊及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，然而這是廣大的油田難以做到的。因此實(shí)際上抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的"發(fā)電機(jī)效應(yīng)" 比圖中描述的情況更為嚴(yán)重。圖8為"抑制電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)效應(yīng)"自動(dòng)控制原理及控制系統(tǒng)原理電路圖。 本項(xiàng)"抑制發(fā)電機(jī)效應(yīng)"的控制原理是"采用磁力定位將轉(zhuǎn)數(shù)傳感探測器 (光電探測器或霍爾效應(yīng)探測器)定位于電動(dòng)機(jī)主軸上，旋轉(zhuǎn)光欄調(diào)制光電探 測(或霍爾效應(yīng)磁力探測)，獲取發(fā)電機(jī)效應(yīng)本征信息，全自動(dòng)控制對(duì)電動(dòng)機(jī)三 相電源即行"通"、"斷"，即電動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)n低于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)數(shù)n。的電動(dòng)機(jī)狀態(tài)運(yùn)行。則三相電源接通，而當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)n髙于額定轉(zhuǎn)數(shù)ne (電動(dòng)機(jī)即 將進(jìn)駐發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行)，則電動(dòng)機(jī)三相供電電源即行斷電，這就使得原本進(jìn)駐 發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行的時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)子是在無定子磁場的情況下空轉(zhuǎn)，并且端子與電 網(wǎng)開路，這樣就可靠地抑制了發(fā)電機(jī)效應(yīng)的發(fā)生。本圖中，電路圖上方的一覽 表，列出了 KDJN9906. 4芯片相關(guān)引腳的電參量的波形以及本項(xiàng)控制邏輯關(guān)系， 第一欄中，T為電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，Te為電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)的周期。T。為電 動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的周期。由表左起第一欄和右末第一欄對(duì)應(yīng)看到當(dāng)T<Te時(shí)，JCZ、 3SSR-Z都"關(guān)閉"，則電動(dòng)機(jī)斷電；T^T。時(shí)，JCZ、 3SSR-Z都"開啟"，則電 動(dòng)機(jī)電源接通。本抑制發(fā)電機(jī)效應(yīng)單元是由控制級(jí)6和信息處理形成級(jí)7兩部分電路組成， 其集成電路芯片型號(hào)分別為KDJN9906. 3和KDJN9906. 4;控制級(jí)6的9腳輸出 端設(shè)置有5BG1、 5R4~7、 5D4、 5D5的開關(guān)電路,JCZ - Fk輔助接點(diǎn)及3SSR - Z 組成的單路消弧電路26;信息形成處理級(jí)是由霍爾器件"H"(或光電器件)和 旋轉(zhuǎn)磁環(huán)"C"(或調(diào)制光欄)組成的轉(zhuǎn)速探測傳感器27;以及由W1、 Cl、 W2、 C2同KDJN9906. 4的3~ 8腳內(nèi)部電路構(gòu)成的二重積分與雙微分形成的特征信號(hào) 分選電路28組成；KDJN9906. 3芯片組成的控制電路6的第7腳得到KDJN9906. 4 芯片第8腳送來的特征信號(hào)指令，通過SSR-Z、 JCZ對(duì)電動(dòng)機(jī)施行斷電或供電。本抑制發(fā)電機(jī)效應(yīng)控制原理設(shè)計(jì)的試驗(yàn)產(chǎn)品，在抽油機(jī)上的應(yīng)用實(shí)踐檢驗(yàn)， 其性能與效果都很好。
權(quán)利要求1. 一種電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，它是由多種以模擬電路為主結(jié)合數(shù)字電路制成的集成電路芯片，而形成的多個(gè)單元控制組件聚合的智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于各單元組件控制電路都分別制成了專用的電路芯片，它是由中央控制器(1)；Y/Δ轉(zhuǎn)換組件的控制器前置級(jí)(2)和執(zhí)行前置級(jí)(3)；就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)那爸眉?jí)(4)和執(zhí)行級(jí)(5)；抑制發(fā)電機(jī)效應(yīng)單元組件控制級(jí)(6)和信息形成處理級(jí)(7)；消弧電路組件(8)；綜合保護(hù)單元控制前置級(jí)(9)和執(zhí)行前置級(jí)(10)；全息取樣信息處理電路(11)；多元傳感器(12)；終端執(zhí)行級(jí)(13)組合接電電路(14)；工作全息顯示器(15)；多路電源(16)組成對(duì)受控的三相異步電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)(17)施行全方位的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行監(jiān)控。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，其特征在于所述Y/ A轉(zhuǎn)換組件，它是一個(gè)多級(jí)運(yùn)放組成的雙基準(zhǔn)、雙路延時(shí)，雙向轉(zhuǎn)換，雙與門 輸出的控制電路，它的控制前置級(jí)(2)的外接電路中設(shè)置有準(zhǔn)負(fù)荷跟蹤 M=6000:5的特征電流傳感器(18);負(fù)載信號(hào)處理電路是采用橋式全波二端輸入 多路輸出的二重積分電路(19);雙基準(zhǔn)整定電路(20),是由一光電耦合器電 路，在實(shí)現(xiàn)Y/A轉(zhuǎn)換的同時(shí)，其轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)電平同步變換，即Y轉(zhuǎn)A和A轉(zhuǎn)Y形 成雙基準(zhǔn)，二者差額可在+ 12% ~ -5%范圍選擇，基準(zhǔn)整定是采用一電位器可 在0~100%范圍調(diào)節(jié)到最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)；它的執(zhí)行前置級(jí)(3)的外接電路中設(shè)置有 轉(zhuǎn)換延時(shí)電路(21)和起動(dòng)延時(shí)電路(22)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，其特征在于所述就地 無功補(bǔ)償控制組件的主體電路是由多級(jí)運(yùn)放同雙基輸入電路和SSR輸出電路組 成的控制電路，它的控制前置級(jí)(4)中設(shè)置有無功分量取樣及比例參量變換 電路(23);多路輸出程控電路(24);它的執(zhí)行級(jí)(5 )外接電路中設(shè)置有電抗 導(dǎo)前緩充電電路(25)和導(dǎo)前接電電路(32)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，其特征在于所述抑制 發(fā)電機(jī)效應(yīng)單元組件控制級(jí)(6)的9腳輸出端接有單路消弧控制電路(26); 信息形成處理級(jí)(7 )是由霍爾器件和光電器件作傳感探測器(27 )及二次積分 與雙微分組成的分選電路(28)組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，其特征在于所述消弧 電路組件(S)中的消除磁力開關(guān)觸點(diǎn)電弧原理電路中，有觸點(diǎn)開關(guān)(30)與無觸點(diǎn)開關(guān)(31) 二者的電力回路同相并聯(lián)，而二者的控制回路置于程控電路(") 的程序控制，當(dāng)斷電時(shí)，程序①有觸點(diǎn)開關(guān)(30)先脫電，程序②無觸點(diǎn)開關(guān) (31)后截止，當(dāng)接通電源時(shí)，程序③無觸點(diǎn)開關(guān)(31)先導(dǎo)通；程序④有觸 點(diǎn)開關(guān)(30)后合閘。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制器，它是由多種以模擬電路為主結(jié)合數(shù)字電路制成的集成電路芯片，而形成的多個(gè)單元控制組件聚合的智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)，各單元組件控制電路都分別制成了專用的電路芯片。本實(shí)用新型具有綜合保護(hù)功能；減少電網(wǎng)諧波；消除磁力開關(guān)觸點(diǎn)電弧，多選項(xiàng)匯成一體，多課題全面破解，使電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)“整體電效能”得到顯著提高。使得電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)在增效、降耗、節(jié)能、降低電力污染、提高供電質(zhì)量方面都獲得了良好的效果。它是一種實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)及其工作系統(tǒng)最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的智能全自動(dòng)控制裝置。它適應(yīng)于低壓電力系統(tǒng)的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中，同現(xiàn)型各類三相異步電動(dòng)機(jī)單機(jī)配套。
文檔編號(hào)H02P1/32GK201118514SQ200720032249
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者鄒希圣, 鄒晨光 申請(qǐng)人:鄒晨光