用於遠離電源設備啟動的節能裝置的製作方法

2023-05-27 17:37:11 1

專利名稱：用於遠離電源設備啟動的節能裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於遠離電源設備啟動的節能裝置。
背景技術：
橋隧工程、礦山企業、山區或野外等所使用的設備(尤指電機驅動的設備)位置分 散、且距離電源(變壓器)較遠，常常無法正常啟動和運行。這是因為交流電遠距離輸送時， 線損和壓降很大，用電設備實際得到的電壓遠低於額定電壓，而這些場合使用的設備功率 往往很大，本身啟動就很困難，加上遠距離送電，更無法啟動，為此，設備單位往往採用更換 超大線徑電纜、甚至增設變壓器的方法來解決，投入大、能耗高、耗時長，且很難徹底解決。

實用新型內容本實用新型解決的技術問題提供一種用於遠離電源設備啟動的節能裝置，採用 整流濾波、直流送電、變頻控制等技術，巧妙且徹底解決了遠離電源的交流用電設備的啟動 運行問題，並且有顯著的節能效果。本實用新型採用的技術方案遠離電源設備啟動的節能裝置，由整流控制單元和 逆變單元構成，整流控制單元的輸入端與電網三相電源連接，其輸出端與逆變單元的輸入 端相接；逆變單元的輸出端直接接三相異步交流電動機的輸入端。所述整流控制單元由整流橋陣的輸入端經過空開ZK1與電網三相電源R、S、T相 連，所述整流橋陣的正極輸出端經交流接觸器KM的常開觸點接濾波電容I的正極，整流橋 陣的負極輸出端接濾波電容I的負極，交流接觸器KM的常開觸點並接充電電阻R1 ；濾波電 容I兩端接輸出端子P、N ；開關電源及整流控制的輸入端並接於濾波電容I兩端，開關電 源及整流控制的輸出端接繼電器K的線圈；交流接觸器KM的線圈經繼電器K的常開觸點與 輸入側R、S連接。所述逆變單元的正負輸入端子經過空開ZK2分別與整流控制單元的正負輸出端 相接；逆變單元的正極輸入端子經直流接觸器KM1的常開觸點與濾波電容II的正極相接， 逆變單元的負極入端子與濾波電容II的正極相接，直流接觸器KM1的常開觸點並接充電電 阻R2 ；濾波電容II兩端接逆變橋陣和開關電源及定時控制的輸入，逆變橋陣的輸出端接輸 出端子U、V、W，輸出端子U、V、W直接接電機輸入端；開關電源及定時控制的輸出端接繼電 器K1的線圈；直流接觸器KM1的線圈經繼電器K1的常開觸點與電源V1、V1+相接，作為直 流接觸器KM1的控制迴路；MCU及系統控制為單片機最小系統，它的電源輸入接開關電源及 定時控制，MCU及系統控制的控制輸出接PWM及驅動控制；PWM及驅動控制的輸出端接逆變 橋陣。所述整流控制單元的輸入端接輸入電抗器的輸出端，輸入電抗器的輸入端接空開 ZK1的輸出端。所述直流接觸器KM1常開觸點的輸出側接直流電抗器的正極輸入端，整流控制單 元的負極輸入端接直流電抗器的負極輸入端，直流電抗器的正負輸出端分別接濾波電容II的正負極。所述逆變單元的輸入端並接制動單元的輸入端，制動單元的輸出端接制動電阻 R3。本實用新型與現有技術相比的優點1、採用直流供電模式，大幅度降低供電線路損耗和線路壓降；並且長距離輸電線 由四根減為兩根，僅輸電線就節約可觀費用；2、提高電機功率因數和設備效率；3、實現電機軟起動，徹底解決了遠離電源的交流電機啟動困難和運行耗能問題；4、實現交流電機無級調速，改善電機性能和設備性能，延長電機和設備的使用壽 命；5、最大限度減小無功損耗，按需要輸出有功，具有非常顯著的節電效果。
圖1為本實用新型原理框圖；圖2為本實用新型電路原理圖；圖3為本實用新型另一種實施例結構原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖1、2、3描述本實用新型的一種實施例。遠離電源設備啟動的節能裝置，由整流控制單元1和逆變單元2構成，整流控制單 元1的輸入端與電網三相電源連接，其輸出端與逆變單元2的輸入端相接；逆變單元2的輸 出端直接接三相異步交流電動機的輸入端；整流控制單元1由整流橋陣3的輸入端經過空 開ZK1與電網三相電源R、S、T相連，所述整流橋陣3的正極輸出端經交流接觸器KM的常開 觸點接濾波電容I 4的正極，所述整流橋陣3的負極輸出端直接接濾波電容I 4的負極，交 流接觸器KM的常開觸點並接充電電阻R1 ；濾波電容I 4兩端接輸出端子P、N;開關電源及 整流控制5的輸入端並接於濾波電容I 4兩端，開關電源及整流控制5的輸出端接繼電器K 的線圈；交流接觸器KM的線圈經繼電器K的常開觸點與輸入側R、S連接；逆變單元2的正 負輸入端子經過空開ZK2與整流控制單元1的正負輸出端相接；逆變單元2的正極輸入端 子經直流接觸器KM1常開觸點與濾波電容II 6正極相接，逆變單元2的負極輸入端子直接 與濾波電容II 6負極相接；直流接觸器KM1的常開觸點並接充電電阻R2 ；濾波電容II 6兩 端接逆變橋陣7和開關電源及定時控制8的輸入，逆變橋陣7的輸出端接輸出端子U、V、W， 輸出端子U、V、W直接接電機輸入端；開關電源及定時控制8的輸出端接繼電器K1的線圈； 直流接觸器KM1的線圈經繼電器K1的常開觸點與電源VI、V1+相接，作為直流接觸器KM1 的控制迴路;MCU及系統控制9為單片機最小系統，它的電源輸入接開關電源及定時控制8， MCU及系統控制9的控制輸出接PWM及驅動控制10 ；PWM及驅動控制10的輸出端接逆變橋 陣7。上述整流控制單元1的輸入端還可並接輸入電抗器11的輸出端，輸入電抗器11 的輸入端接空開ZK1的輸出端。當電網電壓波動較大、諧波含量高、或周邊多有大功率設備 啟停時，電源會滋生較大浪湧，引入強電磁幹擾，導致整流控制單元1損壞或引起逆變單元2工作紊亂。此時，增加輸入電抗器11可大幅度濾除和抑制電源諧波、浪湧，從而保證後續 設備工作安全。上述直流接觸器KM1的輸出側可串接直流電抗器12，即直流接觸器KM1常開觸點 的輸出側接直流電抗器12的正極輸入端，整流控制單元1的負極輸入端接直流電抗器12 的負極輸入端，直流電抗器12的正負輸出端分別接濾波電容II 6的正負極。加裝直流電抗 器12的目的主要是為濾除直流母線上的諧波幹擾、減少電壓浪湧對逆變單元2的衝擊，尤 其是在負載變動較大時，能夠充分保障逆變單元2可靠工作。上述逆變單元2的輸入端可並接制動單元13的輸入端，制動單元13的輸出端接 制動電阻R3。制動單元13作為系統可選附件，主要用於負載慣性較大的場合，其制動電阻 R3為低感或無感電阻，其功率和阻值大小根據設備功率和實際負載狀況確定。本裝置由整流控制單元1、逆變單元2組成，三相380AVC由R、S、T輸入，合上空開 ZK1後，整流橋陣3開始工作，並經R1給濾波電容I 4充電，濾波電容I 4充電達到額定電 壓80%左右時，交流接觸器KM閉合，將R1旁路，直接向濾波電容I 4充電。這樣做的目的 是避免濾波電容I 4中空時充電電流過大而損壞濾波電容I 4和整流橋陣3。K為中間繼 電器，控制KM線圈；直流輸出PN可遠距離輸送，經過空開ZK2接入逆變單元2，逆變單元2 實際上是一臺變頻器，ZK2合上後，直流P先經R2給濾波電容II 6充電，若干秒後，直流接 觸器KM1閉合，將R2旁路。K1為中間繼電器，控制KM1線圈。KM1線圈電壓一般為110VDC， 因此，此處的開關電源系統分為兩個部分，一個是逆變控制和輸出所用的控制電源，主要包 括24V、士 15V、12V、5V等；另一個用於直流接觸器控制，主要包括24V、110V等；逆變輸出端 u、v、w接交流電機，即可實現平穩軟啟動和無級調速等功能，並能方便地實現正反轉切換、 點動、多段速控制等；對電機負載而言，具有顯著節能效果。
權利要求1.遠離電源設備啟動的節能裝置，其特徵是整流控制單元(1)的輸入端與電網三相電 源連接，其輸出端與逆變單元(2)的輸入端相接；逆變單元(2)的輸出端直接接三相異步交 流電動機的輸入端。
2.根據權利要求1所述的遠離電源設備啟動的節能裝置，其特徵在於所述整流控制 單元(1)由整流橋陣(3)的輸入端經過空開ZK1與電網三相電源R、S、T相連，所述整流橋 陣⑶的正極輸出端經交流接觸器KM的常開觸點接濾波電容I (4)的正極，整流橋陣(3) 的負極輸出端接濾波電容I (4)的負極，交流接觸器KM的常開觸點並接充電電阻R1 ；濾波 電容I (4)兩端接輸出端子P、N;開關電源及整流控制(5)的輸入端並接於濾波電容I (4) 兩端，開關電源及整流控制(5)的輸出端接繼電器K的線圈；交流接觸器KM的線圈經繼電 器K的常開觸點與輸入側R、S連接。
3.根據權利要求1所述的遠離電源設備啟動的節能裝置，其特徵在於所述逆變單元 (2)的正負輸入端子經過空開ZK2分別與整流控制單元(1)的正負輸出端相接；逆變單元 (2)的正極輸入端子經直流接觸器KM1的常開觸點與濾波電容II (6)的正極相接，逆變單 元(2)的負極入端子與濾波電容II (6)的正極相接，直流接觸器KM1的常開觸點並接充電 電阻R2 ；濾波電容II (6)兩端接逆變橋陣(7)和開關電源及定時控制(8)的輸入，逆變橋 陣⑵的輸出端接輸出端子U、V、W，輸出端子U、V、W直接接電機輸入端；開關電源及定時 控制(8)的輸出端接繼電器K1的線圈；直流接觸器KM1的線圈經繼電器K1的常開觸點與 電源VI、V1+相接，作為直流接觸器KM1的控制迴路；MCU及系統控制(9)為單片機最小系 統，它的電源輸入接開關電源及定時控制(8)，MCU及系統控制(9)的控制輸出接PWM及驅 動控制(10) ；PWM及驅動控制(10)的輸出端接逆變橋陣(7)。
4.根據權利要求1、2或3所述的遠離電源設備啟動的節能裝置，其特徵在於所述整 流控制單元(1)的輸入端接輸入電抗器(11)的輸出端，輸入電抗器(11)的輸入端接空開 ZK1的輸出端。
5.根據權利要求1、2或3所述的遠離電源設備啟動的節能裝置，其特徵在於所述直 流接觸器KM1常開觸點的輸出側接直流電抗器(12)的正極輸入端，整流控制單元⑴的負 極輸入端接直流電抗器(12)的負極輸入端，直流電抗器(12)的正負輸出端分別接濾波電 容II (6)的正負極。
6.根據權利要求1、2或3所述的遠離電源設備啟動的節能裝置，其特徵在於所述逆 變單元(2)的輸入端並接制動單元(13)的輸入端，制動單元(13)的輸出端接制動電阻R3。
專利摘要提供一種遠離電源設備啟動的節能裝置，由整流控制單元和逆變單元構成，整流控制單元的輸入端與電網三相電源連接，其輸出端與逆變單元的輸入端相接；逆變單元的輸出端直接接三相異步交流電動機的輸入端。本實用新型採用整流濾波、直流送電、變頻控制等技術，巧妙且徹底解決了遠離電源的交流用電設備的啟動運行問題，並且有顯著的節能效果。
文檔編號H02P1/26GK201781454SQ201020518328
公開日2011年3月30日 申請日期2010年9月6日 優先權日2010年9月6日
發明者任興乾 申請人:寶雞赫爾克電子有限公司