CN201699651U - 一种交流电机节能设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及交流电机的节能技术领域，具体涉及一种交流电机节能设备，包括：一条由断路器、第一交流接触器、变频器、第二交流接触器串联而成的交流电机电源主干路，一条由回水管道、信号传感器、PLC控制单元、变频器组成的反馈控制线路，以及一条由一旁路交流接触器构成的备用交流电机电源供电线路。本实用新型采用动态跟踪控制技术、工业计算机控制技术与变频技术相结合，通过信号传感器实时采集温度、压力、流量等各种信号，并送入PLC控制单元，通过PLC计算输出相应的控制信号至变频器，由变频器输出相应频率控制电机转速，即电动机根据计算结果输出相应的功率。在实现闭环精确控制的同时，实现所供即所需，最大化减少浪费，达到节电目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及交流电机的节能技术领域，具体涉及一种交流电机节能设备。
背景技术
目前，大部分使用交流电动机的场合，如：风机、水泵、工厂动力设备等，为了发挥电机更好的性能，提高控制的精确度，减少不必要的耗电，普遍采用软起动或者普通的变频控制。软启动只是作用在电机起停过程中，在正常运转时不发挥作用，节电效果不明显。一般的变频控制在实现软起软停的基础上，虽然可以通过手动或者开环控制对电机进行调速，但控制精度不高，因此不能达到很好的节电效果。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够使现有电机更加节能的交流电机节能设备。
为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：
一种交流电机节能设备，包括：一断路器、第一干路交流接触器、一变频器、第二干路交流接触器、一旁路交流接触器、一回水管道、一PLC控制单元、一信号传感器；所述断路器输入端电连接在主电源上，所述断路器的输出端与第一干路交流接触器的输入端电连接；所述第一干路交流接触器的输出端与变频器的输入端电连接；所述变频器的输出端与第二干路交流接触器的输入端电连接；所述旁路交流接触器并联在断路器输出端与第二干路交流接触器输出端之间；所述第二干路交流接触器的输出端电连接在电机上；所述回水管道的输入端电连接在电机上，所回水管道的输出端与信号传感器的输入端连接；所述信号传感器的输出端与PLC控制单元的输入端电连接；所述PLC控制单元的输出端与变频器电连接。
为了使得PLC控制单元接收到的信号传感器传输的反馈信号不受干扰，所述信号传感器输出端与PLC控制单元的输入端电连接，具体是：通过一条抗干扰性能较好的屏蔽线电连接。
为了以防变频器倒送电，所述旁路交流接触器与第二干路交流接触器之间设置有互锁线路。
为了观察和操作方便，所述PLC控制单元中的主板控制器上还连接有一显示器。
为了控制和电机数据便于收集，所述主板控制器上还连接有一打印机。
本实用新型采用动态跟踪控制技术、工业计算机控制技术与变频技术相结合，通过信号传感器实时采集温度、压力、流量等各种信号，并送入PLC控制单元，通过PLC计算输出相应的控制信号至变频器，由变频器输出相应频率控制电机转速，即电动机根据计算结果输出相应的功率。在实现闭环精确控制的同时，实现所供即所需，最大化减少浪费，达到节电目的。
本实用新型的有益效果是：在保证设备正常使用的同时，对交流电动机进行更加精确的调速控制，节省不必要的电能浪费，为企业节能降耗，带来最大化收益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：
图1为本实用新型的基本结构框图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，本实用新型公开了一种电机节能设备，包括：断路器1、干路交流接触器2、变频器3、PLC控制单元4、信号传感器5、旁路交流接触器6、干路交流接触器7、回水管道9、互锁线路10、显示器11、打印机12；断路器1输入端电连接在主电源上，断路器1的输出端与干路交流接触器2的输入端电连接；干路交流接触器2的输出端与变频器3的输入端电连接；所述变频器3的输出端与干路交流接触器7的输入端电连接；旁路交流接触器6并联在断路器1输出端与干路交流接触器7输出端之间；旁路交流接触器6与干路交流接触器7之间设置有互锁线路10；干路交流接触器7的输出端电连接在电机8上；回水管道9的输入端电连接在电机8上，所回水管道9的输出端与信号传感器5的输入端连接；所述信号传感器5的输出端与PLC控制单元4的输入端通过一条抗干扰性能较好的屏蔽线电连接；所述PLC控制单元4的输出端与变频器3电连接；所述PLC控制单元4上还连接有显示器11和打印机12。
本实用新型中，利用信号传感器4实时对动力设备的压力、温度、流量等运行参数进行完成采样，并通过抗干扰性能良好的屏蔽线将信号送入PLC控制单元4。PLC控制单元4以0.1秒的刷新速度对采集信号进行数字处理，PLC控制单元4通过控制程序根据采集数值跟设定值进行比较，计算出相应的控制量，然后把控制信号(电压0-10V、电流4-20mA等)输入变频器3控制端，变频器3会根据输入的数值输出相应的频率控制电动机8转速，随时调控动力设备，使系统各项参数随负荷变化而同步变化，真正实现所供即所需。
本实用新型中，电动机8转速n跟频率f成正比关系：n∝f，而电动机8转速的立方跟电动机功率p成正比关系：n3∝p，由此得出电动机的输出功率p跟频率f的立方成正比关系：p∝f3，即当转速变为工频的80％时，输出功率为工频的51.2％(理论计算值)。由此可见精确控制电动机转速可以控制电机轴功率输出，即当降低电动机的频率(转速)时，电动机输出的轴功率成立方关系下降，从而实现节电的目的。另外还可以实现电机的软起软停，减少了启动时大电流的冲击，延长了电机的寿命，降低了维修成本。
本实用新型，所采用的变频器为日立变频器L300P、PLC为西门子PLC S7200、断路器为施耐德断路器、接触器为施耐德断路器，并提供完善的保护功能(欠压，过流、过压、短路等)，有效保护电动机等机械设备，保证了设备的安全运行。
本实用新型，还预留有计算机通讯接口，采用RS485串行通讯协议，可以实现节电系统组网运行、监控等功能。
因此采用本实用新型后，在满足生产需求的同时，对电动机实施精确控制，可大大降低设备的能耗，实现节能降耗的目的，为企业带来最大化收益。
以上对本实用新型实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本实用新型实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (8)
1.一种交流电机节能设备，其特征在于，包括：
一断路器、第一干路交流接触器、一变频器、第二干路交流接触器、一旁路交流接触器、一回水管道、一PLC控制单元、一信号传感器；
所述断路器输入端电连接在主电源上，所述断路器的输出端与第一干路交流接触器的输入端电连接；
所述第一干路交流接触器的输出端与变频器的输入端电连接；
所述变频器的输出端与第二干路交流接触器的输入端电连接；
所述旁路交流接触器并联在断路器输出端与第二干路交流接触器输出端之间；
所述第二干路交流接触器的输出端电连接在电机上；
所述回水管道的输入端电连接在电机上，所回水管道的输出端与信号传感器的输入端连接；
所述信号传感器的输出端与PLC控制单元的输入端电连接；
所述PLC控制单元的输出端与变频器电连接。
2.根据权利要求1所述的交流电机节能设备，其特征在于：
所述信号传感器输出端与PLC控制单元的输入端电连接，具体是：通过一条抗干扰性能较好的屏蔽线电连接。
3.根据权利要求1所述的交流电机节能设备，其特征在于：
所述旁路交流接触器与第二干路交流接触器之间设置有互锁线路。
4.根据权利要求1所述的交流电机节能设备，其特征在于：
所述主板控制器上还连接有一显示器。
5.根据权利要求1所述的交流电机节能设备，其特征在于：
所述主板控制器上还连接有一打印机。
6.根据权利要求1所述的交流电机节能设备，其特征在于：
所述变频器上还连接有一累时器。
7.根据权利要求1所述的交流电机节能设备，其特征在于：
所述PLC控制单元输出的控制信号，其电压控制信号大于等于0伏特、小于等于10伏特，其电流控制信号大于等于4毫安、小于等于20毫安。
8.根据权利要求1所述的交流电机节能设备，其特征在于：
所述变频器为日立变频器L300P、PLC为西门子PLC S7200、断路器为施耐德断路器、接触器为施耐德断路器。
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|---|---|---|---|---|
| CN104481908A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-01 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种风机电动机装置 |
| CN105974834A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-09-28 | 王晓民 | 一种用于油田抽油机的削峰填谷伺服驱动方法系统 |
| CN107248835A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-10-13 | 安徽舜禹水务股份有限公司 | 一种消除相序保护器受谐波干扰损坏的系统 |
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