物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，包括三相電源、無諧波變頻裝置、數(shù)據(jù)采集單元、中央數(shù)據(jù)處理單元、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、通訊模塊、互聯(lián)網(wǎng)、PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備；三相電源、無諧波變頻裝置和壓縮機依次連接構(gòu)成主回路；數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端連接三相電源，輸出端接中央數(shù)據(jù)處理單元；壓縮機的輸出端設(shè)有傳感器，傳感器的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器連接中央數(shù)據(jù)處理單元；中央數(shù)據(jù)處理單元連接無諧波變頻裝置；中央數(shù)據(jù)處理單元通過通訊模塊連接互聯(lián)網(wǎng)，PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備通過有線或者無線方式連接互聯(lián)網(wǎng)。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，且可以有效的抑制諧波，降低諧波對電機的影響。
【專利說明】物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型涉及節(jié)電保護【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種壓縮機節(jié)電保護控制器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]壓縮機為一種恒轉(zhuǎn)矩負載,恒轉(zhuǎn)矩負載的特點是,負載轉(zhuǎn)矩的大小僅與負載的輕重有關(guān)，而與轉(zhuǎn)速大小無關(guān)，其功率與轉(zhuǎn)速成正比。
[0003]對壓縮機，現(xiàn)有節(jié)能控制技術(shù)的缺點:
[0004]1、節(jié)能的同時產(chǎn)生副作用:現(xiàn)有節(jié)能控制大多單一使用變頻器，而變頻器在對電機負載節(jié)能的同時，又會產(chǎn)生大量的諧波。該諧波是一種有害電能，致使電機的運行溫度過度發(fā)熱，絕緣過早老化，壽命減短，維修次數(shù)和費用加大。且該諧波會嚴(yán)重影響精密儀器及智能控制系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，甚至使其誤動作而造成事故發(fā)生。
[0005]2、不能基于互聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控:現(xiàn)場通過開關(guān)操作電機的運行和停止，費人、費力、費時，甚至在故障報警時延誤時機而造成事故發(fā)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于，提供一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，在對電機進行節(jié)能控制的基礎(chǔ)上，降低諧波對電機的影響。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，包括三相電源、無諧波變頻裝置、數(shù)據(jù)采集單元、中央數(shù)據(jù)處理單元、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、通訊模塊、互聯(lián)網(wǎng)、PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備；
[0009]三相電源、無諧波變頻裝置和壓縮機依次連接構(gòu)成主回路；
[0010]數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端連接三相電源，輸出端接中央數(shù)據(jù)處理單元；壓縮機的輸出端設(shè)有傳感器，傳感器的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器連接中央數(shù)據(jù)處理單元；中央數(shù)據(jù)處理單元連接無諧波變頻裝置；中央數(shù)據(jù)處理單元通過通訊模塊連接互聯(lián)網(wǎng)，PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備通過有線或者無線方式連接互聯(lián)網(wǎng)。
[0011]本實用新型進一步的改進在于:無諧波變頻裝置中，三相電源穿過屏蔽磁環(huán)后通過星形接法接入移相變壓器的一次側(cè)，移相變壓器的二次側(cè)設(shè)有四個繞組，包括一組輸出AC220V作為無諧波變頻裝置電源供電的繞組、三組輸出AC380V的三相繞組；在三組三相繞組中，第一組三相繞組采用延邊三角形接法，第二組三相繞組為星形接法，第三組三相繞組采用延邊三角形接法；第一組三相繞組依次連接第一三相橋式整流器、第一 η型濾波器和第一功率逆變電路；第二組三相繞組依次連接第二三相橋式整流器、第二 η型濾波器和第二功率逆變電路；第三組三相繞組依次連接第三三相橋式整流器、第三JI型濾波器和第三功率逆變電路；第一功率逆變電路、第二功率逆變電路和第三功率逆變電路的三相輸出端對應(yīng)并聯(lián)后連接壓縮機，給壓縮機提供電能。
[0012]本實用新型進一步的改進在于:所述三相電源為380伏交流電源。
[0013]本實用新型進一步的改進在于:第一組三相繞組、第二組三相繞組和第三組三相繞組的相位角相差為20°、0。、-20。。
[0014]本實用新型進一步的改進在于:第一三相橋式整流器與第一 η型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第一電阻；第二三相橋式整流器和第二 η型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第二電阻；第三三相橋式整流器和第三η型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第三電阻。
[0015]該物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，能使電機所帶該類負載，高效節(jié)能、電能治理、以太網(wǎng)通訊(PC監(jiān)控中心)或GPRS通訊(移動設(shè)備)控制電機運行或停止、能源在線計量監(jiān)測。
[0016]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果:
[0017]本實用新型中無諧波變頻裝置結(jié)構(gòu)簡單，且可以有效的抑制諧波，降低諧波對電機的影響。本實用新型能夠有效節(jié)能的同時，集成能源在線計量監(jiān)測系統(tǒng)，便于遠程監(jiān)控。
[0018]本實用新型采用π型濾波器，其結(jié)構(gòu)為采用大電感線圈串接在電容儲能之間，減少電壓突變與電流突變的可能發(fā)生，給整流電源帶來的波形曲變的影響。同時大電容儲能充分滿足逆變電路所需電壓的要求，大電感在瞬間電流變化時對電流的突變產(chǎn)生阻礙。有效消除由于逆變給主電路帶來的諧波產(chǎn)生。
[0019]本實用新型的創(chuàng)新點還在于，逆變?nèi)M三相電源并聯(lián)輸出運行方式，有效消除諧波的產(chǎn)生，更好地對輸出電源提供平滑的正玄交流電壓波形與足夠的電流源；降低器件的電流容量與器件選型上存在的電流的不足，從而可以擴大低壓變頻在大功率擴展的需求；有效地解決了部分地區(qū)無法采用高壓變頻而改為低壓變頻的問題。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0020]圖1是實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖2為本實用新型中無諧波變頻裝置的電路圖。
【【具體實施方式】】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0023]請參閱圖1和圖2所示，本實用新型一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，包括三相電源、無諧波變頻裝置、數(shù)據(jù)采集單元、中央數(shù)據(jù)處理單元、壓縮機、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、通訊模塊、互聯(lián)網(wǎng)、PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備。
[0024]三相電源、無諧波變頻裝置和電壓縮機依次連接構(gòu)成主回路。數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端連接三相電源，輸出端接中央數(shù)據(jù)處理單元；壓縮機的輸出端設(shè)有傳感器，傳感器的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器連接中央數(shù)據(jù)處理單元；中央數(shù)據(jù)處理單元連接無諧波變頻裝置?；ヂ?lián)網(wǎng)通過通訊模塊連接中央處理器，PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備通過有線或者無線方式連接互聯(lián)網(wǎng)。
[0025]通用變頻器的主電路形式一般由三部分組成:整流部分、逆變部分和中間直流濾波部分。整流部分為三相橋式不可控整流器，低壓變頻器整流部分常采用6脈沖二極管不可控橋式整流，中間濾波部分采用大電容作為濾波元件，整流器的輸入電流實際上是電容器的充電電流，其諧波分量較大。一般未做諧波污染處理的變頻器，其電網(wǎng)總諧波污染通常為50?70%左右。即使在輸入端增加交流電抗器，諧波指數(shù)約可下降3%?10%左右，與國家所要求的諧波抑制標(biāo)準(zhǔn)仍然差距很大。
[0026]請參閱圖2所示，本實用新型無諧波變頻裝置中，三相380V交流電源穿過屏蔽磁環(huán)后通過星形接法接入移相變壓器的一次側(cè)，移相變壓器的二次側(cè)設(shè)有三組三相繞組，第一組三相繞組為延邊三角形接法，第二相繞組為星形接法，第三相繞組為延邊三角形接法；第一組三相繞組依次連接第一三相橋式整流器、第一 π型濾波器和第一功率逆變電路；第二組三相繞組依次連接第二三相橋式整流器、第二 η型濾波器和第二功率逆變電路；第三組三相繞組依次連接第三三相橋式整流器、第三η型濾波器和第三功率逆變電路。第一功率逆變電路、第二功率逆變電路和第三功率逆變電路的三相輸出端對應(yīng)并聯(lián)后連接壓縮機，給壓縮機提供電能。
[0027]第一三相橋式整流器與第一 π型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第一電阻；第二三相橋式整流器和第二 η型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第二電阻；第三三相橋式整流器和第三π型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第三電阻，用于無諧波變頻裝置通電時對電容組的保護。
[0028]采用Ji型濾波器，其結(jié)構(gòu)為采用電感線圈串接在電容儲能之間，減少電壓突變與電流突變的可能發(fā)生，給整流電源帶來的波形曲變的影響。同時電容儲能充分滿足逆變電路所需電壓的要求，電感在瞬間電流變化時對電流的突變產(chǎn)生阻礙。有效消除由于逆變給主電路帶來的諧波產(chǎn)生。
[0029]本實用新型無諧波變頻裝置采用主電路拓撲結(jié)構(gòu)，由原先單一的整流塊直接對輸Λ AC380V電壓進行整理，改進為18脈波移向變流技術(shù)，對輸入AC380V進行移向分割成多電壓。通過繞組的不同接法讓輸入與輸出的相位角關(guān)系發(fā)生變化，從而促使高次諧波在變壓器中自行消除與抑制掉。18脈波的移向角為20°，每相的相位差為20°、0°、-20°。采用這種方式，可將總諧波電流抑制在10%以下，起到了很好的諧波抑制作用。
[0030]該電路的設(shè)計創(chuàng)新在于，輸入繞組與輸出繞組均為AC380V，改變各個繞組的鏈接方式。也從而改變相位，移相輸出采用延邊三角型接法與星型接法相互存在，從而低消諧波的產(chǎn)生。輸入整流模塊與輸出功率單兀的耐壓不變，但電流可降低到原來的三分之一。輸入部分采用屏蔽磁環(huán)可有效抵制外來的干擾源及自生干擾的擴散。
[0031]本實用新型一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器工作時，數(shù)據(jù)采集單元采集三相電源的電參數(shù)送至中央數(shù)據(jù)處理單元，中央數(shù)據(jù)處理單元依據(jù)內(nèi)存中的壓縮機歷史運行電參數(shù)，實時計算該用電系統(tǒng)在節(jié)能改造前、后兩種運行狀況下的有功節(jié)電率、無功節(jié)電率、電流減少率、容量(視在功率)下降率、功率因數(shù)提高率等節(jié)電保護效果；中央數(shù)據(jù)處理單元通過通信模塊可將電源側(cè)電氣參數(shù)、節(jié)電保護控制器運行參數(shù)及控制負載運行參數(shù)等相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到互聯(lián)網(wǎng)；用戶可以通過PC監(jiān)控中心或者移動設(shè)備實時調(diào)取中央數(shù)據(jù)處理單元輸出的數(shù)據(jù)，實時看到該用電系統(tǒng)(或用電設(shè)備)在節(jié)能改造前、后兩種運行狀況下的用電量、電費、有功功率、無功功率、電流、容量(視在功率)、功率因數(shù)；以及相應(yīng)的有功節(jié)電率、無功節(jié)電率、電流減少率、容量(視在功率)下降率、功率因數(shù)提高率、節(jié)約標(biāo)煤量等運行參數(shù)和節(jié)電保護效果，方便遠程監(jiān)控，達到物聯(lián)智能監(jiān)控的目的。傳感器實時采集壓縮機輸出端的輸出信號，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸出給中央數(shù)據(jù)處理單元；中央數(shù)據(jù)處理單元通過設(shè)定值與傳感器反饋值進行運算，根據(jù)運算結(jié)果向無諧波變頻裝置發(fā)出控制指令，控制無諧波變頻裝置的運行參數(shù)，以調(diào)整輸入壓縮機的電參數(shù)，達到輸出與設(shè)定一致的要求，實現(xiàn)閉環(huán)控制；這種閉環(huán)控制技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，其特征在于，包括三相電源、無諧波變頻裝置、數(shù)據(jù)采集單元、中央數(shù)據(jù)處理單元、傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、通訊模塊、互聯(lián)網(wǎng)、PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備； 三相電源、無諧波變頻裝置和壓縮機依次連接構(gòu)成主回路； 數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端連接三相電源，輸出端接中央數(shù)據(jù)處理單元；壓縮機的輸出端設(shè)有傳感器，傳感器的輸出端通過A/D轉(zhuǎn)換器連接中央數(shù)據(jù)處理單元；中央數(shù)據(jù)處理單元連接無諧波變頻裝置；中央數(shù)據(jù)處理單元通過通訊模塊連接互聯(lián)網(wǎng)，PC監(jiān)控中心和移動設(shè)備通過有線或者無線方式連接互聯(lián)網(wǎng)； 無諧波變頻裝置中，三相電源穿過屏蔽磁環(huán)后通過星形接法接入移相變壓器的一次側(cè)，移相變壓器的二次側(cè)設(shè)有四個繞組，包括一組輸出AC220V作為無諧波變頻裝置電源供電的繞組、三組輸出AC380V的三相繞組；在三組三相繞組中，第一組三相繞組采用延邊三角形接法，第二組三相繞組為星形接法，第三組三相繞組采用延邊三角形接法；第一組三相繞組依次連接第一三相橋式整流器、第一 η型濾波器和第一功率逆變電路；第二組三相繞組依次連接第二三相橋式整流器、第二 η型濾波器和第二功率逆變電路；第三組三相繞組依次連接第三三相橋式整流器、第三η型濾波器和第三功率逆變電路；第一功率逆變電路、第二功率逆變電路和第三功率逆變電路的三相輸出端對應(yīng)并聯(lián)后連接壓縮機，給壓縮機提供電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，其特征在于，所述三相電源為380伏交流電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，其特征在于，第一組三相繞組、第二組三相繞組和第三組三相繞組的相位角相差為20°、0°、-20°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)智能壓縮機節(jié)電保護控制器，其特征在于，第一三相橋式整流器與第一 η型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第一電阻；第二三相橋式整流器和第二 η型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第二電阻；第三三相橋式整流器和第三JI型濾波器之間設(shè)有串聯(lián)有帶短接開關(guān)的第三電阻。
【文檔編號】H02P27/06GK203984301SQ201420132063
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】劉四海 申請人:劉四海