專利名稱：：智能控制節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種節(jié)電設(shè)備，特別涉及一種利用控制器和軟件對設(shè)備用電進行測算和控制從而節(jié)約電能的智能設(shè)備。
背景技術(shù)：
：隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)以及控制理論的發(fā)展，變頻器以其高效率的驅(qū)動性能，良好的控制性能以及優(yōu)越的節(jié)能特性等優(yōu)點，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中對交流電動機速度的控制中。變頻器作為電力電子設(shè)備，其包括有電子元器件和計算機芯片等核心部件，這些部件容易受到外界的電壓和諧波等的干擾，故障比較頻繁。同時變頻器本身也是一個強大的干擾源。也就是說，變頻器投入運行時，既要防止受到外界的干擾，又要防止其自身對外界的干擾。當(dāng)同一車間內(nèi)有多臺變頻器同時運行時，對周邊的弱點信號及其他靈敏電子設(shè)備會產(chǎn)生強烈的干擾影響，同時也會直接千擾驅(qū)動電機，產(chǎn)生強烈電磁噪聲，使得銅損和鐵損大幅增加，電機溫度上升，從而直接影響節(jié)電率，所以單一變頻器并不被廣泛運用。變頻器投入電網(wǎng)運行時，對輸入電源質(zhì)量的要求比較高。如果輸入電源的電壓波動過大，將直接影響到變頻器內(nèi)電子元器件的使用壽命，所^需要考慮電網(wǎng)電壓是否對稱和平衡。另外，變頻器的輸出電壓、電流中含有豐富的諧波污染，必須設(shè)法解決。一般連續(xù)運轉(zhuǎn)的大功率設(shè)備用戶也不愿選用單一的變頻器作為節(jié)能設(shè)備，因為變頻器沒有旁路裝置，一旦某個電子元件損毀，整臺設(shè)備就將停止運行，尤其在煉鋼、玻璃、水泥等企業(yè)中，風(fēng)機、水泵等大功率設(shè)備的運行持續(xù)時間比較長，上述狀況將給企業(yè)帶來極大的經(jīng)濟損失。綜上所述，變頻器具有節(jié)電功能，但同時存在諸多弊端，不能被廣泛利用。
實用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，把變頻器的節(jié)電功能完好地利用起來，本實用新型提出一種智能控制節(jié)電器。本實用新型的智能控制節(jié)電器包括輸入端相連接的一次電路和二次電路，其中所述一次電路包括三個電源輸入端，分別通過三個穿芯互感器連接雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端，所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)包括節(jié)電開關(guān)組和市電開關(guān)組，各包括三個輸出端，所述市電開關(guān)組的另一端連接到輸出端，所述節(jié)電開關(guān)組的另一端連接輸入電抗器，所述輸入電抗器另一端通過輸入濾波器連接到變頻器的輸入端，所述變頻器的輸出端連接輸出電抗器，所述輸出電抗器的另一端分別連接到交流接觸器的三個輸入端，所述交流接觸器的另一端連接到與電機相接的輸出端。所述二次電路包括三相電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，其第二、第六和第十端口分別連接到電壓表，所述電壓表的另一端連接第四、第八和第十二端口，第一和第三端口通過二次線路保險器連接到輸入端、第五和第七端口通過二次線路保險器連接到輸入端、第九和第十一端口通過二次線路保險器連接到輸入端，所述第一和第五端口之間連接有用于指示電源狀態(tài)的指示燈。所述變頻器的三個輸出端通過輸出濾波器連接到輸出電抗器。所迷智能控制節(jié)電器還包括三相電度表，所述穿芯互感器與所述三相電度表連接成三條回路，其中一條回路中連接有電流表，所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)的輸入端分別接三相電度表的2、5、8端，所述三相電度表的10、11端4妄地。所述三相線路連接二次線路保險器，所述二次線路保險器和三相線路之間并聯(lián)了三條支路，其一連接有交流接觸器、其二串聯(lián)有用于指示節(jié)電運行的指示燈和交流接觸器，其三連接有強制冷風(fēng)機。所述三相線路經(jīng)二次線路保險器連接交流接觸器，該交流接觸器另一端連接指示市電運行的指示燈、該指示燈另一端連接交流接觸器，交流接觸器的另一端連接二次線路保險器，該二次線路保險器連接所述三相線路。個交流接觸器代替。所述變頻器的輸入端接有風(fēng)量顯示器或者水泵流量溢位器。所述智能控制節(jié)電器適用于水泵、風(fēng)機、壓縮機、壓鑄機、冷氣機、注塑機、擠出機和中央空調(diào)等。本實用新型的智能控制節(jié)電器的綜合節(jié)電率可達20%-50%。該節(jié)電器的說點在于其實現(xiàn)電機軟啟軟停，減小了電流對電機的沖擊，延長了電機的使用壽命；其內(nèi)置的過壓、欠壓、缺相和過流等保護，保障了電機的安全運行；其內(nèi)設(shè)置旁路裝置，不需改變用戶的用電習(xí)慣，安裝簡便，使用安全性較高。圖1為本實用新型的智能控制節(jié)電器的一次電路圖2為本實用新型的智能控制節(jié)電器的二次電路圖3為本實用新型的智能控制節(jié)電器的電度表及電流表線路圖4為本實用新型的智能控制節(jié)電器的節(jié)電運行指示燈及冷風(fēng)機線;洛圖「圖5為本實用新型的智能控制節(jié)電器的市電運行指示燈電路圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明。附圖中相同的器件用同樣的附圖標記表示。圖1為本實用新型的優(yōu)選實施例的智能控制節(jié)電器的一次電路圖。如圖所示，一次電路包括電源輸入端la、lb和lc，其分別通過穿芯互感器2a、2b和2c。連接到雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3。電源輸入端的輸入電壓等級為380V。雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3包括節(jié)電開關(guān)組3a和市電開關(guān)組3b,各包括開關(guān)3aa、3ab、3ac和3ba、3bb、3bc。其中開關(guān)3aa和3ba連接到穿芯互感器2a，開關(guān)3ab和3bb連接到穿芯互感器2b,而開關(guān)3ac和3bc連接到穿芯互感器2c。這里的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3可以解決變頻器無旁路的技術(shù)問題。對于運行持續(xù)性較強的大功率設(shè)備來說，一旦變頻器中某個電子元件毀損，就會造成停產(chǎn)，其經(jīng)濟損失無法估量。本實施例中在節(jié)電器上加裝雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，增置市電旁路，一旦變頻器出現(xiàn)故障而停止運行，可立即切換到市電旁路，不會影響到電機的正常運行，以確保萬無一失。該雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3處于手柄位置I為市電運行，這時市電開關(guān)組3b閉合；當(dāng)處于手柄位置II為節(jié)電運行，這時節(jié)電開關(guān)組3a閉合；還可處于空位位置，這時可斷開電路。本實用新型中，還可以使用兩個交流接觸器實現(xiàn)所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3的功能。所述市電開關(guān)組3b的另一端分別通過三相線路5a、5b和5c連接到輸出端12a、12b和12c。所述節(jié)電開關(guān)組3a中三個開關(guān)3aa、3ab、3ac的輸出端分別通過三相線水4a、4b和4c連4妾到輸入電抗器6a、6b和6c。這里加裝輸入電抗器是為了凈化電網(wǎng)污染，抑制由變壓器到節(jié)電器的電源線產(chǎn)生的諧波，控制交流正弦波，減少電源瞬變沖擊，平衡輸入三相電壓以保護變頻器內(nèi)部電子元件所需的特定電壓，提高功率因素，并延長電子元件的使用壽命。所述輸入電抗器6a、6b和6c的另一端通過輸入濾波器7連接到變頻器8的輸入端R、S和T。這里在輸入電抗器和變頻器之間加裝輸入濾波器，可有效解決外來雜波對變頻器的干擾，確保變頻器內(nèi)部的電子元件和計算機芯片等核心部件不受外界的千擾。該濾波器同時也可以抑制諧波、突波、尖波和感應(yīng)雷擊等對變頻器的破壞，進一步提高變頻器的輸入電源等級，確保變頻器的安全運行。所迷變頻器8的三個輸出端U、V和W連接到輸出濾波器9。本實施例中使用QH-DZB變頻器，其應(yīng)用無速度感測器向量技術(shù)，具有六個多功能可編程式數(shù)字輸入端子，并置有RS485通訊口，可進行遠程操作，也可以自動修正頻率，從而與電機實際負載相匹配，達到節(jié)電的目的。另外，由于變頻器本身也是一個強大的干擾源，能發(fā)出輻射干擾、雜波干拔、傳導(dǎo)干擾、電磁耦合干擾、諧波污染和邊導(dǎo)干擾等。當(dāng)在同一空間內(nèi)有多臺變頻器在運行時，在變頻器的輸出端加裝輸出濾波器可有效防御變頻器本身產(chǎn)生的干擾，使其運行不會影響到周圍其他靈敏電子設(shè)備和自動化設(shè)備的正常運行。同時，所述變頻器的信號輸入端可根據(jù)用戶的不同需要，隨時安裝風(fēng)量顯示器和水泵流量溢位器等。所述輸出濾波器9的另一端連接到輸出電抗器10a、10b和10c。在輸出濾波器之后加裝輸出電抗器可以輸出平滑電源波形，以減少由于變頻器產(chǎn)生的不平穩(wěn)波形對電機造成的振動，以及電磁耦合對驅(qū)動電機的電》茲噪聲。當(dāng)節(jié)電器與電機線之間超過10m時，輸出電抗器還能抑制諧波，平衡電流峰值，并減少銅損和鐵損以及電機發(fā)熱的問題，延長電機使用壽命，進一步提高節(jié)電率。這里，本實用新型的節(jié)電器在使用時，如果在其安裝位置周圍直徑50米的區(qū)域內(nèi)無弱電信號設(shè)備或其它靈敏電子設(shè)備，則所述輸出濾波器9可以免裝。所述輸出電抗器10a、10b和10c的另一端分別與交流4妾觸器11中的三個輸入端lla、llb和llc連接，所述交流^接觸器11的另一端連接到輸出端12a、12b和12c，所述三個輸出端接電機。。圖2為本實用新型的優(yōu)選實施例的智能控制節(jié)電器的二次電路圖。如圖所示，二次電路包括用于檢測三相電壓的三相電源轉(zhuǎn)換開關(guān)15,其第二端口15b、第六端口15f和第十端口15j分別連接到電壓表16。電壓表16用于顯示輸入電壓值，其另一端連接第四端口15d、第/\端口15h和第十二端口151，第一端口15a和第三端口15c通過二次線路保險器13a連接到輸入端la、第五端口15e和第七端口15g通過二次線路保險器13b連接到輸入端lb、第九端口15i和第十一端口15k通過二次線路保險器13c連接到輸入端lb，所述第一端口15a和第五端口15e之間連接有用于指示電源狀態(tài)的紅色指示燈14a。圖3為本實用新型的智能控制節(jié)電器的電度表及電流表線路圖。如圖所示，所述穿芯互感器2a和2c的正極分別接所述三相電度表17的1、7端，所述穿芯互感器2b的正極經(jīng)電流表18后接所述三相電度表17的4端，所述穿芯互感器2a、2b和2c的負極分別接三相電度表17的3、6、9端，所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3的輸入端分別接三相電度表17的2、5、8端，所述三相電度表17的10、ll端接地。這里安裝三相電度表可以正確地計量電才凡在市電運行和節(jié)電運行的狀態(tài)下每小時所使用的電度數(shù)，便于正確分辨對比節(jié)電率。圖4為本實用新型的智能控制節(jié)電器的節(jié)電運行指示燈及冷風(fēng)機線路圖。如圖所示，三相線路4a和4c分別連4妻二次線路^f呆險器13d和13c,二次線路保險器13d和13e之間有并聯(lián)的三條支路，一條連接有交流接觸器19a,另一條串聯(lián)有用于指示節(jié)電運行的綠色指示燈14b和交流接觸器19b，還有一條連接有強制冷風(fēng)機20,當(dāng)拒內(nèi)溫度超過45。C時，風(fēng)扇會自動持續(xù)運轉(zhuǎn)。圖5為本實用新型的智能控制節(jié)電器的市電運行指示燈電路圖。如圖所示，三相線路5a、二次線路保險器13f、交流接觸器19c、指示市,運行的黃色指示燈14c、交流接觸器19d、二次線路保險器13g和三相線路5c順次串聯(lián)。上述電路封裝于控制拒內(nèi)，該控制柜負責(zé)節(jié)電狀態(tài)與市電狀態(tài)的切換與運行。控制拒的端口分別連接一次電路的三個輸入端la、lb、lc和三個輸出端12a、12b、12c以及接地端。使用市電運行時，使雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3處于使市電開關(guān)組3b閉合的位置，上電后，控制柜面板上的指示電源的紅色指示燈14a和指示市電運行的黃色指示燈14c亮起，這時節(jié)電器工作于市電狀態(tài)。使用節(jié)電運行時，使雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)3處于使節(jié)電開關(guān)組3a閉合的位置,'上電后，控制柜面板上的指示電源的紅色指示燈14a和指示節(jié)電運行的綠色指示燈14b亮起，這時節(jié)電器工作于市電狀態(tài)。本實施例的智能控制節(jié)電器的適用技術(shù)指標如下表所7專t入額定電壓三相380V+150/o2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表l、節(jié)電器技術(shù)指標經(jīng)過多次測試和應(yīng)用，得到的測試數(shù)據(jù)表明本實用新型的智能控制節(jié)電器具有明顯的節(jié)電效果，測試數(shù)據(jù)參見表2-4。表2為對132KW的除塵風(fēng)機使用本實用新型的智能控制節(jié)電器的測試數(shù)據(jù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表2、132KW除塵風(fēng)機節(jié)電前后測試數(shù)據(jù)上表的測試中，電流比為400/5，經(jīng)計算，節(jié)電運行比市電運行要節(jié)電31.5%。表3為在某水洗廠使用本實用新型的智能控制節(jié)電器前后的測試數(shù)據(jù)記錄表。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>上表的測試中，市電運行總計48小時，耗電度數(shù)5468，節(jié)電運行也是48小時，耗電度數(shù)為3976。按每日運行12小時計算，平均日節(jié)電度數(shù)為373度，節(jié)電率達到27.29%。本實用新型的智能控制節(jié)電器采用16位智能PC控制器和專用電能處理軟件，對風(fēng)機、水泵等變轉(zhuǎn)矩類電機負載進行快速測量機運算。利用自動控制技術(shù)、相控移位技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊識別技術(shù)，采用矢量控制方式，通過閘流相控技術(shù)控制交流正弦波，減少瞬變沖擊，凈化電網(wǎng)污染，平衡電流峰值，從而與電機的實際負載相匹配，達到節(jié)電的目的。該節(jié)電器適用于水泵、風(fēng)機、壓縮機、壓鑄機、冷氣機、注塑機、擠出機和中央空調(diào)等。本實用新型的智能控制節(jié)電器的綜合節(jié)電率可達20%-50%。該節(jié)電器的優(yōu)點在于其實現(xiàn)電機軟啟軟停，減小了電流對電機的沖擊，延長了電機的使用壽命；其內(nèi)置的過壓、欠壓、缺相和過流等保護，保障了電機的安全運行；其內(nèi)設(shè)置旁路裝置，不需改變用戶的用電習(xí)慣，安裝簡便，使用安全性較高。本實用新型并不局限于上述特定實施例子，在不背離本實用新型精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本實用新型作出各種相應(yīng)改變和變形，〗旦這些相應(yīng)改變和變形都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種智能控制節(jié)電器，其包括輸入端相連接的一次電路和二次電路，其特征在于，其中所述一次電路包括電源輸入端(1a)、(1b)和(1c)，分別通過三個穿芯互感器(2a)、(2b)和(2c)直接連接雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)的輸入端，所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)包括節(jié)電開關(guān)組(3a)和市電開關(guān)組(3b)，各包括開關(guān)(3aa)、(3ab)、(3ac)和(3ba)、(3bb)、(3bc)，所述市電開關(guān)組(3b)的另一端分別通過三相線路(5a)、(5b)和(5c)連接到輸出端(12a)、(12b)和(12c)，所述節(jié)電開關(guān)組(3a)中三個開關(guān)(3aa)、(3ab)、(3ac)的另一端分別通過三相線路(4a)、(4b)和(4c)連接輸入電抗器(6a)、(6b)和(6c)，所述輸入電抗器(6a)、(6b)和(6c)的另一端通過輸入濾波器(7)連接到變頻器(8)的三個輸入端R、S和T，所述變頻器(8)的三個輸出端U、V和W連接輸出電抗器(10a)、(10b)和(10c)，所述輸出電抗器(10a)、(10b)和(10c)的另一端分別連接到交流接觸器(11)中的三個輸入端(11a)、(11b)和(11c)，所述交流接觸器(11)的另一端連接到與電機相接的輸出端(12a)、(12b)和(12c)；所述二次電路包括三相電源轉(zhuǎn)換開關(guān)(15)，其第二端口(15b)、第六端口(15f)和第十端口(15j)分別連接到電壓表(16)，所述電壓表(16)的另一端連接第四端口(15d)、第八端口(15h)和第十二端口(15l)，第一端口(15a)和第三端口(15c)通過二次線路保險器(13a)連接到輸入端(1a)、第五端口(15e)和第七端口(15g)通過二次線路保險器(13b)連接到輸入端(1b)、第九端口(15i)和第十一端口(15k)通過二次線路保險器(13c)連接到輸入端(1b)，所述第一端口(15a)和第五端口(15e)之間連接有用于指示電源狀態(tài)的指示燈(14a)。2、如權(quán)利要求1所述的智能控制節(jié)電器，其特征在于，所述變頻器(8)的三個輸出端U、V和W通過輸出濾波器(9)連接輸出電抗器(10a)、(10b)和(10c)。3、如權(quán)利要求1或2所述的智能控制節(jié)電器，其特征在于，還包括三相電度表(17),所述穿芯互感器(2a)和(2c)的正極分別接所述三相電度表(17)的1、7端，所述穿芯互感器(2b)的正極經(jīng)電流表(18)后接所述三相電度表(17)的4端，所述穿芯互感器(2a)、(2b)和(2c)的負極分別接三相電度表(17)的3、6、9端，所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)的輸入端分別接三相電度表(17)的2、5、8端，所述三相電度表(17)的10、11端接地。4、如權(quán)利要求1或2所述的智能控制節(jié)電器，其特征在于，所述三相線路(4a)和(4c)分別連接二次線路保險器(13d)和(13e),所述二次線路保險暴(13d)和(13e)之間有并聯(lián)的三條支路，其一連接有交流接觸器(19a)、其二串聯(lián)有用于指示節(jié)電運行的指示燈(14b)和交流接觸器(1%),其三連接有強制冷風(fēng)機(20)。5、如權(quán)利要求1或2所述的智能控制節(jié)電器，其特征在于，所述三相線路(5a)連接二次線路保險器(13f)，二次線路保險器(13f)另一端連接交流接觸器(19c)，交流接觸器(19c)另一端連接指示市電運行的指示燈(14c)、指示燈(14c)另一端連接交流接觸器(19d),交流接觸器(19d)的另一端連接二次線路保險器(13g),二次線路保險器(13g)連接所述三相線路(5c)。6、如權(quán)利要求1或2所述的智能控制節(jié)電器，其特征在于，所述雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)中的節(jié)電開關(guān)組(3a)和市電開關(guān)組(3b)也可分別用兩個交流接觸器代替。7、如權(quán)利要求l或2所述的智能控制節(jié)電器，其特征在于，所述變頻器(8)的輸入端接有風(fēng)量顯示器或者水泵流量溢位器。專利摘要本實用新型公開一種智能控制節(jié)電器，包括輸入端相連接的一次電路和二次電路。一次電路中，三個輸入端連接三個穿芯互感器，穿芯互感器再連接雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)。該開關(guān)包括市電開關(guān)組和節(jié)電開關(guān)組。市電開關(guān)組的另一端連接到三個輸出端。節(jié)電開關(guān)組連接輸入電抗器，該電抗器通過輸入濾波器連接變頻器，該變頻器通過輸出濾波器連接輸出電抗器。該電抗器連接交流接觸器，該交流接觸器連接輸出端。二次電路包括三相電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，其十二個端口分別與電壓表、二次線路保險器和電源指示燈連接，該二次線路保險器連接一次電路的電源輸入端。本實用新型充分發(fā)揮了變頻器的節(jié)電功能，并解決了相應(yīng)的技術(shù)問題。該節(jié)電器綜合節(jié)電率可達20％-50％。文檔編號H02M1/12GK201078836SQ200720143670公開日2008年6月25日申請日期2007年4月27日優(yōu)先權(quán)日2006年10月19日發(fā)明者陳建忠申請人:陳建忠