單相水泵變頻節電器的製作方法

2023-09-17 20:37:35

專利名稱：單相水泵變頻節電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及單相水泵變頻節電器，屬電動機節能控制技術領域，具體涉及一種同時實現調速節能和電網削峰填谷這兩種節能方法進行節電的電力控制裝置。適用於帶有單相交流電動機的水泵上。
背景技術：
隨著社會的進步、科技的發展，21世紀全球能源正日益緊張，中國又是能源消耗大國，節能節電勢在必行。因此，對水泵進行節電改造是很有必要的。目前，有很多場合，單相交流電動機水泵沒有採用節能技術對其進行節能改造，或僅僅只是簡單安裝了變頻器將其速度固定降低到某個值而沒有進行動態調節。

發明內容
本發明的目的是克服了上述現有技術中的電能浪費的缺點，提供一種結構簡單實用、成本較低、能夠全自動運行、節電效果顯著的單相水泵變頻節電器。為了實現上述發明目的採用如下技術方案本發明的單相水泵變頻節電器，包括水泵運行參數檢測電路(10)、單相整流電路 (20)、充電電路(30)、電池(40)、電池開關(50)、單相逆變器(60)、電容器(70)、控制電路 (80)、單相電源接觸器(90)。外部電網單相電源接入單相電源接觸器(90)的輸入端，單相電源接觸器(90)的輸出端分別與單相整流電路00)的輸入端、充電電路(30)的輸入端連接，單相整流電路00)的輸出端分別與電池開關(50)的輸入端、單相逆變器(60)輸入端相連接，電池開關(50)的輸出端分別與充電電路(30)的輸出端、電池GO)相連接，單相逆變器(60)的直流端與電容器(70)相連接，控制電路(80)分別與水泵運行參數檢測電路 (10)、單相整流電路(20)的控制端、充電電路(30)的控制端、電池開關(50)的控制端、單相逆變器(60)的控制端、單相電源接觸器(90)的控制端相連接，單相逆變器(60)的輸出端與水泵交流電動機相連接，水泵運行參數檢測電路(10)和安裝於水泵上的傳感器相連接。採用了該發明的單相水泵變頻節電器，可同時實現水泵的動態調速節能和對電網削峰填谷進行蓄電儲能這兩種節能方法進行節電。本節電裝置應用在未作同類節電改造的水泵上時，一般可取得20% 90%的節電效果，同時本發明的節電器不影響水泵正常工作使用，安裝簡便，具備良好的經濟效益和社會效益，而且結構簡單實用，成本較低，能夠全自動運行，節電效果顯著。在水泵節能方面具有廣泛的應用前景。


附圖為本發明的單相水泵變頻節電器的工作原理框圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。參閱附圖所示，以應用於一臺220V、50HZ、單相、1. 5KW的水泵為參照，該單相水泵變頻節電器，包括水泵運行參數檢測電路(10)、單相整流電路(20)、充電電路(30)、電池 (40)、電池開關(50)、單相逆變器(60)、電容器(70)、控制電路(80)、單相電源接觸器(90)。 外部電網單相電源接入單相電源接觸器(90)的輸入端，單相電源接觸器(90)的輸出端分別與單相整流電路00)的輸入端、充電電路(30)的輸入端連接，單相整流電路00)的輸出端分別與電池開關(50)的輸入端、單相逆變器(60)輸入端相連接，電池開關(50)的輸出端分別與充電電路(30)的輸出端、電池GO)相連接，單相逆變器(60)的直流端與電容器(70)相連接，控制電路(80)分別與水泵運行參數檢測電路(10)、單相整流電路O0)的控制端、充電電路(30)的控制端、電池開關(50)的控制端、單相逆變器(60)的控制端、單相電源接觸器(90)的控制端相連接，單相逆變器(60)的輸出端與水泵交流電動機相連接， 水泵運行參數檢測電路(10)和安裝於水泵上的傳感器相連接。同時，該單相水泵變頻節電器中的單相逆變器(60)中所包含的功率器件可以為V 型槽MOS場效應管(VMOS)、絕緣柵雙極電晶體(IGBT)、集成門極換向晶閘管(IGCT)、智能功率開關器件和驅動電路集成模塊(IPM)或智能型功率集成電路(SPIC)。220V50HZ電源經單相電源接觸器(90)接入到充電電路(30)和單相整流電路 (20)，當電價處於低谷電價時(一般為晚上22點到白天8點)，充電電路(30)投入運行，給電池GO)進行充電，此時電池開關(50)斷開。市電通過單相整流電路O0)變成直流電， 經單相逆變器(60)將直流電轉化為頻率可調的交流電，該交流電送入到水泵，不同的頻率對應水泵不同的速度。控制電路(80)實時接收水泵運行參數檢測電路(10)的反饋信號， 經過運算後，將輸出轉速信號到單相逆變器(60)，單相逆變器(60)輸出對應的頻率到水泵電機。水泵電機速度下降，將導致水泵能耗大幅下降。當電價處於高峰電時(一般為白天八點到晚上22點)，充電電路(30)自動斷開， 由電池GO)通過電池開關(50)給單相逆變器(60)進行直流供電，此時，單相整流電路 (20)自動斷開，電池GO)提供的直流電經單相逆變器(60)將直流電轉化為頻率可調的交流電，該交流電送入到水泵，不同的頻率對應水泵不同的速度。控制電路(80)實時接收水泵運行參數檢測電路(10)的反饋信號，經過運算後，將輸出轉速信號到單相逆變器(60)， 單相逆變器(60)輸出對應的頻率到水泵電機。水泵電機速度下降，將導致水泵能耗大幅下降。對於這臺220V、50HZ、單相、1. 5KW的水泵來說，電機速度可根據水泵運行參數檢測電路(10)進行調節，能耗可顯著降低。同時由於電力低谷電價比高峰電價便宜很多，當處於電力低谷電價時，本發明的單相水泵變頻節電器可對電池GO)充電蓄能；當處於電力高峰電價時，本發明的單相水泵變頻節電器可從電池G0)中放電以使水泵正常運作，避開了高峰用電，使實際繳納的電費大額降低。採用了該發明的單相水泵變頻節電器，可同時實現水泵的動態調速節能和對電網削峰填谷進行蓄電儲能這兩種節能方法進行節電。本節電裝置應用在未作同類節電改造的水泵上時，一般可取得20% 90%的節電效果，同時本發明的節電器不影響水泵正常工作使用，安裝簡便，具備良好的經濟效益和社會效益，而且結構簡單實用，成本較低，能夠全自動運行，節電效果顯著。在水泵節能方面具有廣泛的應用前景。 在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以針對單相水泵作出各種修改和變換而不背離本發明的精神和範圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求
1.一種單相水泵變頻節電器，包括水泵運行參數檢測電路(10)、單相整流電路(20)、 充電電路(30)、電池(40)、電池開關(50)、單相逆變器(60)、電容器(70)、控制電路(80)、 單相電源接觸器(90)。外部電網單相電源接入單相電源接觸器(90)的輸入端，單相電源接觸器(90)的輸出端分別與單相整流電路00)的輸入端、充電電路(30)的輸入端連接， 單相整流電路00)的輸出端分別與電池開關(50)的輸入端、單相逆變器(60)輸入端相連接，電池開關(50)的輸出端分別與充電電路(30)的輸出端、電池^))相連接，單相逆變器 (60)的直流端與電容器(70)相連接，控制電路(80)分別與水泵運行參數檢測電路(10)、 單相整流電路00)的控制端、充電電路(30)的控制端、電池開關(50)的控制端、單相逆變器(60)的控制端、單相電源接觸器(90)的控制端相連接，單相逆變器(60)的輸出端與水泵交流電動機相連接，水泵運行參數檢測電路(10)和安裝於水泵上的傳感器相連接。
2.根據權利要求1所述的單相水泵變頻節電器，其特徵在於所述的單相逆變器(60) 中的功率器件為V型槽MOS場效應管(VMOS)、絕緣柵雙極電晶體(IGBT)、集成門極換向晶閘管(IGCT)、智能功率開關器件和驅動電路集成模塊(IPM)或智能型功率集成電路 (SPIC)。
全文摘要
本發明公開了一種單相水泵變頻節電器，屬電動機節能控制技術領域。包括水泵運行參數檢測電路(10)、單相整流電路(20)、充電電路(30)、電池(40)、電池開關(50)、單相逆變器(60)、電容器(70)、控制電路(80)、單相電源接觸器(90)。利用本發明的單相水泵變頻節電器，應用在有交流電動機的水泵上，可分別同時實現調速節能和電網削峰填谷這兩種節能方法，一般可取得20％～90％的節電效果。本發明的單相水泵變頻節電器結構簡便，計量直觀，節電效果顯著，在水泵節能方面具有廣泛的應用前景。
文檔編號H02P25/04GK102403955SQ201010274759
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者易鴻軼 申請人:上海一隆電氣有限公司