專利名稱：一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及中央空調(diào)系統(tǒng)智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
企事業(yè)單位是用電大戶，其中中央空調(diào)是用電開支的最大一項(xiàng)。中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間長，耗電量大，是企事業(yè)單位一直以來難以解決的課題之一。
中央空調(diào)系統(tǒng)的最大負(fù)載能力是按天氣冷熱負(fù)荷最大的條件設(shè)計(jì)的，存在著很大的余量。在實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)極少在這種條件下運(yùn)行，所以實(shí)際總不能達(dá)到滿負(fù)荷，由于一些控制上的缺陷，使得中央空調(diào)系統(tǒng)的能源浪費(fèi)現(xiàn)象十分普遍。
大型中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)電的關(guān)鍵是系統(tǒng)中水泵和風(fēng)機(jī)的節(jié)電，在技術(shù)上主要是采用變頻調(diào)節(jié)水泵和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
目前國內(nèi)市場上常見的變頻節(jié)電器的缺欠在于(1)、一般的情況下，雖然節(jié)電器內(nèi)置有集成PI運(yùn)算模塊，但由于功能有限，不能滿足復(fù)雜工況的需求，(2)、在復(fù)雜工況下，該節(jié)電器就需要再次外加變送器和PID控制器來完成信號采集過程，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)跟蹤控制，節(jié)電器內(nèi)部因?yàn)樵黾宇~外的線路而變得零亂，易出現(xiàn)安全隱患，(3)、外加的智能變送器或PID控制器擺放位置會(huì)給安裝工作造成困難。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器，以實(shí)時(shí)變頻調(diào)節(jié)、控制大型中央空調(diào)系統(tǒng)水泵和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)約能源的目的。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器，包括由自動(dòng)空氣開關(guān)QF、電流互感器TA、交流接觸器KM1、KM2、熱繼電器FR、電流表PA、電壓表PV、三相交流電動(dòng)機(jī)M組成的主電路I及外部智能變送器V，還包括變頻單元II、PID采集單元III、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路IV；所述主電路I、變頻單元II、PID采集單元III、控制電路IV、外部智能變送器V之間有序電性連接在一起，所述主電路I的相線L1、L2、L3連接至380V交流電源，相線L3在C處通過自動(dòng)空氣開關(guān)QF2與指示燈HL1與中線N之間提供交流220V交流電源，該交流電源并為所述變頻單元II、PID采集單元III、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路IV供電。
所述變頻單元II以變頻器UF為核心，還連接有自動(dòng)空氣開關(guān)QF1、交流接觸器KM2、時(shí)間繼電器常開接點(diǎn)JK-1與節(jié)電啟動(dòng)按鈕SB1，所述變頻器UF的RST三相交流輸入端通過所述自動(dòng)空氣開關(guān)QF1并接至所述主電路I中所述交流接觸器KM2常開接點(diǎn)的一側(cè)KMA、KMB、KMC，所述變頻器UF的三相交流輸出端UVW通過所述交流接觸器KM2并接至所述主電路I中所述交流接觸器KM1常開接點(diǎn)的另一例KMD、KME、KMF，所述主電路I中的交流接觸器KM1通過熱繼電器FR與所述三相交流電動(dòng)機(jī)M連接在一起，所述變頻器UF的多功能輸入端子S1、SC間串接有時(shí)間繼電器常開接點(diǎn)JK-1與節(jié)電啟動(dòng)按鈕SB1；所述變頻器UF的信號反饋端子FS、FI、FC與所述PID采集單元III對應(yīng)端子相連接。
所述PID采集單元III由PID控制器與節(jié)電器信號采集端子AL1和AL2及外部智能變送器V組成，節(jié)電器信號采集端子AL1和AL2一側(cè)與外部智能變送器V輸出信號端子AL1-1、AL2-1相連接，其另一側(cè)與PID控制器信號接收端子AL1-2和AL2-2相連接，所述PID控制器的輸出端子FS1、FI1、FC1與所述變頻器UF的信號反饋端子FS、FI、FC相連接。
所述控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路IV由萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1、市電啟動(dòng)按鈕SA2、節(jié)電啟動(dòng)按鈕SB1、指示燈HL1-HL4、交流接觸器KM1、KM2、熱繼電器FR、時(shí)間繼電器JK組成，所述萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1的1、2接點(diǎn)串接交流接觸器KM1-1常閉接點(diǎn)、交流接觸器KM2與時(shí)間繼電器JK線圈并接后再串接熱繼電器常閉接點(diǎn)FR-1構(gòu)成節(jié)電控制支路，所述萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1的3、4接點(diǎn)串接市電啟動(dòng)按鈕SA2、交流接觸器常閉接點(diǎn)KM2-1、交流接觸器線圈KM1與指示燈HL3的并聯(lián)后再串接熱繼電器常閉接點(diǎn)FR-1，構(gòu)成市電控制支路，二者均由交流220V市電供電。
由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下顯著特點(diǎn)1、可使用電設(shè)備在最合理的頻率范圍之內(nèi)工作。
2、根據(jù)工況的變化可自動(dòng)增減功率輸出，從而達(dá)到精確節(jié)電的目的。
3、可以使節(jié)電器工作在復(fù)雜的工況下，比固定頻率輸出的節(jié)電器更能滿足復(fù)雜工況需求，節(jié)電率也更高。
4、簡化了安裝過程，使節(jié)電器本身可以直接完成自動(dòng)跟蹤控制。


圖1、本實(shí)用新型電氣原理框圖圖2、本實(shí)用新型電氣原理圖其中I-主電路，II-變頻單元、III-PID信號采集單元、IV-控制、轉(zhuǎn)換、報(bào)警電路、V-外部智能變送器，QF、QF1、QF2-自動(dòng)空氣開關(guān)，PA-電流表，TA-電流互感器，PV-電壓表，KM1、KM2、KM1-1、KM2-1交流接觸器線圈及接點(diǎn)，F(xiàn)R、FR-1、FR-2熱繼電器線圈及接點(diǎn)，JK、JK-1時(shí)間繼電器線圈及接點(diǎn)，UF-變頻器，PID-PID控制器，AL1，AL2-信號采集端子，AL1-1、AL2-1外部智能變送器V輸出信號端子，AL1-2、AL2-2為PID控制器信號接收端子，HL1-HL4-指示燈，SA1-萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA2-市電啟動(dòng)按鈕，SB1-節(jié)電啟動(dòng)按鈕，M-三相交流電動(dòng)機(jī)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型由主電路I，變頻單元II、PID信號采集單元III、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路IV、外部智能變送器V組成，將變頻單元II、PID信號采集單元III、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路IV共同裝入本實(shí)用新型節(jié)電器箱體內(nèi)。
本實(shí)用新型的核心為變頻單元II和PID信號采集單元III，二者組成自動(dòng)跟蹤控制運(yùn)行電路，PID信號采集單元III和外部智能變送器V組成信號采集單元。
變頻單元II中的變頻器UF的信號反饋端子FC，F(xiàn)I，F(xiàn)S與PID信號采集單元III中的PID控制器的輸出端子FC1，F(xiàn)I1，F(xiàn)S1相連接，然后從節(jié)電器內(nèi)部線路自動(dòng)空氣開關(guān)QF2取火線和節(jié)電器的零線N，接入PID控制器的電源接點(diǎn)，PID控制器的信號輸入接點(diǎn)AL1-2和AL2-2連接至節(jié)電器信號采集接點(diǎn)AL1和AL2上，從節(jié)電器外部引入的外部智能變送器V的輸出信號端子AL1-1、AL2-1也連接至信號采集接點(diǎn)AL1和AL2，從而實(shí)現(xiàn)信號的采集。
PID控制器與外部智能變送器自動(dòng)監(jiān)測中央空調(diào)系統(tǒng)冷凍水溫度、壓力、冷卻水溫度、壓力等參數(shù)，并對其進(jìn)行運(yùn)算后，將該信號輸出給變頻單元II；變頻單元II接收信號，并輸出控制信號，完成對冷凍水泵、冷卻水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)跟蹤、控制與調(diào)節(jié)。
實(shí)際使用時(shí)，將萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1置于①②連通的節(jié)電位置，當(dāng)電動(dòng)機(jī)M正常運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行的信號通過外部智能變送器V傳回信號采集端子AL1和AL2，從而實(shí)現(xiàn)信號的采集。采集的信號通過AL1和AL2端子傳輸回PID，通過PID的運(yùn)算后將信號輸出至變頻器UF的信號反饋端子FC，F(xiàn)I，F(xiàn)S。變頻器UF輸出控制信號，用以控制電動(dòng)機(jī)M的運(yùn)行，從而完成自動(dòng)跟蹤控制。使用電設(shè)備在最合理的頻率范圍之內(nèi)工作，并根據(jù)工況的變化而自動(dòng)增減功率輸出，從而達(dá)到精確節(jié)電的目的。比固定頻率輸出的節(jié)電器更能滿足復(fù)雜工況需求，節(jié)電率也更高。同時(shí)簡化了安裝過程，使節(jié)電器本身可以直接完成自動(dòng)跟蹤控制。
發(fā)生故障時(shí)，熱繼電器FR及其接點(diǎn)FR-1、FR-2相應(yīng)動(dòng)作，故障指示燈HL2點(diǎn)亮進(jìn)行顯示。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可完成自動(dòng)控制運(yùn)行，并滿足一般節(jié)電器所不能達(dá)到的對復(fù)雜工況的控制，安裝更加簡單方便，設(shè)定安裝完畢后不須人為控制，節(jié)電效果顯著，節(jié)電率最高可達(dá)60％；同時(shí)消除了因外加設(shè)備所產(chǎn)生的隱患，尤其適用于企事業(yè)單位大型中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)電場合。
權(quán)利要求1.一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器，包括由自動(dòng)空氣開關(guān)QF、電流互感器TA、交流接觸器KM1、KM2、熱繼電器FR、電流表PA、電壓表PV、三相交流電動(dòng)機(jī)M組成的主電路(I)及外部智能變送器(V)，其特征在于還包括變頻單元(II)、PID采集單元(III)、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路(IV)；所述主電路(I)、變頻單元(II)、PID采集單元(III)、控制電路(IV)、外部智能變送器(V)之間有序電性連接在一起，所述主電路(I)的相線L1、L2、L3連接至380V交流電源，相線L3在C處通過自動(dòng)空氣開關(guān)QF2與指示燈HL1與中線N之間提供交流220V交流電源，該交流電源并為所述變頻單元(II)、PID采集單元(III)、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路(IV)供電。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器，其特征在于所述變頻單元(II)以變頻器UF為核心，還連接有自動(dòng)空氣開關(guān)QF1、交流接觸器KM2、時(shí)間繼電器常開接點(diǎn)JK-1與節(jié)電啟動(dòng)按鈕SB1，所述變頻器UF的RST三相交流輸入端通過所述自動(dòng)空氣開關(guān)QF1并接至所述主電路(I)中所述交流接觸器KM2常開接點(diǎn)的一側(cè)KMA、KMB、KMC，所述變頻器UF的三相交流輸出端UVW通過所述交流接觸器KM2并接至所述主電路(I)中所述交流接觸器KM1常開接點(diǎn)的另一側(cè)KMD、KME、KMF，所述主電路(I)中的交流接觸器KM1通過熱繼電器FR與所述三相交流電動(dòng)機(jī)M連接在一起，所述變頻器UF的多功能輸入端子S1、SC間串接有時(shí)間繼電器常開接點(diǎn)JK-1與節(jié)電啟動(dòng)按鈕SB1；所述變頻器UF的信號反饋端子FS、FI、FC與所述PID采集單元(III)對應(yīng)端子相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器，其特征在于所述PID采集單元(III)由PID控制器與節(jié)電器信號采集端子AL1和AL2及外部智能變送器(V)組成，節(jié)電器信號采集端子AL1和AL2一側(cè)與外部智能變送器(V)輸出信號端子AL1-1、AL2-1相連接，其另一側(cè)與PID控制器信號接收端子AL1-2和AL2-2相連接，所述PID控制器的輸出端子FS1、FI1、FC1與所述變頻器UF的信號反饋端子FS、FI、FC相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器，其特征在于所述控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路(IV)由萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)(SA1)、市電啟動(dòng)按鈕(SA2)、節(jié)電啟動(dòng)按鈕SB1、指示燈(HL1-HL4)、交流接觸器KM1、KM2、熱繼電器FR、時(shí)間繼電器JK組成，所述萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1的1、2接點(diǎn)串接交流接觸器KM1-1常閉接點(diǎn)、交流接觸器KM2與時(shí)間繼電器JK線圈并接后再串接熱繼電器常閉接點(diǎn)FR-1構(gòu)成節(jié)電控制支路，所述萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1的3、4接點(diǎn)串接市電啟動(dòng)按鈕SA2、交流接觸器常閉接點(diǎn)KM2-1、交流接觸器線圈KM1與指示燈HL3的并聯(lián)后再串接熱繼電器常閉接點(diǎn)FR-1，構(gòu)成市電控制支路，二者均由交流220V市電供電。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能自動(dòng)跟蹤控制節(jié)電器，它由主電路I，變頻單元II、PID信號采集單元III、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路IV、外部智能變送器V組成?？勺詣?dòng)跟蹤、實(shí)時(shí)變頻調(diào)節(jié)、控制大型中央空調(diào)系統(tǒng)中冷凍水泵、冷卻水泵電機(jī)和風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)約能源的目的。本實(shí)用新型變頻單元、PID信號采集單元、控制、轉(zhuǎn)換與報(bào)警電路置于節(jié)電器箱體之內(nèi)，具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)電效果顯著、安裝簡單方便等特點(diǎn)，尤其適合企事業(yè)單位大型中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)電需求，具有極佳的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
文檔編號H02P27/04GK2906425SQ20052014458
公開日2007年5月30日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月13日
發(fā)明者王國鈞 申請人:王國鈞