一种具有能耗监测功能的电机节电装置制造方法及图纸

一种具有能耗监测功能的电机节电装置，涉及一种电机节电装置，该装置采用交‑直‑交的方式控制电动机，通过专业计量芯片测量电动机的电压电流，计算其负载量，根据负载的情况，调整中间直流变压电路的电压，改变输入到电机的电压以达到节能。计量芯片通过测量输入到系统的电压电流计算系统的能耗，通过RS485总线方式连接到上位机，上位机有专业软件查看系统的能耗情况和运行状态。本实用新型专利技术通过调节给定电动机的电压，在负载较轻的时候可以达到节电的目的，通过专业的计量芯片准确计量系统能耗，数据上传到上位机，使用户直观的观察设备的用电情况，对企业能耗统计与企业的财政收支统计都有极大的帮助。

An electric motor saving device with energy consumption monitoring function

A power saving device for motor with energy consumption monitoring function, which relates to a motor power saving device, the device used to delivered straight to control the motor, through the voltage and current professional measurement chip to measure the motor, calculate the load, load conditions, adjustment between the DC transformer circuit voltage, change the input to the motor the voltage to achieve energy saving. The metering chip calculates the energy consumption of the system by measuring the voltage and current input to the system, and connects it to the upper computer through the RS485 bus. The PC has professional software to see the energy consumption and operation state of the system. \u672c\u5b9e\u7528\u65b0\u578b\u901a\u8fc7\u8c03\u8282\u7ed9\u5b9a\u7535\u52a8\u673a\u7684\u7535\u538b\uff0c\u5728\u8d1f\u8f7d\u8f83\u8f7b\u7684\u65f6\u5019\u53ef\u4ee5\u8fbe\u5230\u8282\u7535\u7684\u76ee\u7684\uff0c\u901a\u8fc7\u4e13\u4e1a\u7684\u8ba1\u91cf\u82af\u7247\u51c6\u786e\u8ba1\u91cf\u7cfb\u7edf\u80fd\u8017\uff0c\u6570\u636e\u4e0a\u4f20\u5230\u4e0a\u4f4d\u673a\uff0c\u4f7f\u7528\u6237\u76f4\u89c2\u7684\u89c2\u5bdf\u8bbe\u5907\u7684\u7528\u7535\u60c5\u51b5\uff0c\u5bf9\u4f01\u4e1a\u80fd\u8017\u7edf\u8ba1\u4e0e\u4f01\u4e1a\u7684\u8d22\u653f\u6536\u652f\u7edf\u8ba1\u90fd\u6709\u6781\u5927\u7684\u5e2e\u52a9\u3002

【技术实现步骤摘要】
一种具有能耗监测功能的电机节电装置
本技术涉及一种电机节电装置，特别是涉及一种具有能耗监测功能的电机节电装置。
技术介绍
目前，全球能源危机、气候的温室变化以及国家对企业的碳排放的控制要求，都对企业的用电情况产生巨大影响，企业节约用电，就会对能源损耗、气候变化以及生产成本产生积极作用，节能减排对每个企业都需考虑的重大事件之一。企业的用电费用往往占据企业生产成本的一个重大比例，降低企业能耗一直是每个高耗能企业的最为关心的事情。就现有的多数用电动机的企业来说，很少有安装节能设备的，对于需要转速基本恒定，但是负载常有变化的电动机，如球磨机，电动机在轻载和空载时候，其电动机没有运行在电动机的最佳效率点上。导致电动机无故的能源浪费。目前已经安装了的节电器设备，由于设备没有电量统计的功能，往往是企业并不具体知道安装节电器后的具体节点的效果如何，设备用了多少电，节约了多少度电。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种具有能耗监测功能的电机节电装置，该装置通过检测供给电动机的输出电压和输出电流，调整输出电压以达到负载跟踪和节约能耗。通过检测输入系统的电压和输入电流来计算系统消耗的电能。再通过串口数据上报到上位机，在上位机上进行统计设备的用电量和节约的电量。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种具有能耗监测功能的电机节电装置，所述装置包括电气部分、测控部分和上位机部分；电气部分包括整流模块、变压模块和逆变模块，这三个模块直接连接，前端接三相电，后端直接连接电动机；测控部分设有电压电流检测电路、计量单元、控制单元和驱动电路，电压电流检测电路直接接入到计量单元，其中电流检测通过交流互感器接入电路，电压则直接从交流引线上接入到电路中，计量单元为SOC计量芯片，与控制单元直接通信连接，控制单元为DSP芯片，直接连接驱动电路；上位机部分包括服务器，服务器设有USB转RS485的装置，通过RS485总线方式连接到测控部分的计量单元。所述的一种具有能耗监测功能的电机节电装置，所述专业计量芯片连接电压电流检测电路，通过TTL串口连接工业专用控制芯片DSP处理器，DSP处理器连接变压模块以及逆变模块。所述的一种具有能耗监测功能的电机节电装置，所述DSP处理器连接光耦隔离电路再连接驱动保护电路，并与变压模块和逆变模块相连。所述的一种具有能耗监测功能的电机节电装置，所述专业计量芯片通过RS485总线连接到上位机。本技术的优点与效果是：本技术通过调节给定电动机的电压，在负载较轻的时候可以达到节电的目的，通过专业的计量芯片准确计量系统能耗，数据上传到上位机，使用户直观的观察设备的用电情况，对企业能耗统计与企业的财政收支统计都有极大的帮助。附图说明图1是电动机不同负载下电动机的电压电流特性示意图；图2是本技术的装置构成示意图。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本技术进行详细说明。本技术部件为三部分，电气部分、测控部分和上位机部分，如图2。电气部分包括整流模块、DC-DC模块和逆变模块，这三个模块直接连接，前端接三相电，后端直接连接电动机；测控部分有电压电流检测电路、计量单元、控制单元和驱动电路，电压电流检测电路直接接入到计量单元，其中电流检测要通过交流互感器接入电路，电压则直接从交流引线上接入到电路中，计量单元为SOC计量芯片，与控制单元直接通信连接，计量单元通过串口发送计算准确的数值给控制单元，控制单元为DSP芯片，通过计算后直接连接驱动电路，对电气部分进行控制；上位机部分主要是服务器，服务器会有个USB转RS485的装置，通过RS485总线方式连接到测控部分的计量单元进行数据通信，服务器内置专业的软件进行节电系统的能耗统计分析。本技术先将三相交流电整流成直流电，直流电通过DC-DC降压电路后变换成可控的电流电，再将直流电逆变成交流电送给电动机。电动机的应用场合一般是需要转速基本恒定但是负载有变化的场合，如球磨机。通过检测电动机的电压电流，来判断电动机的负载情况，根据负载情况，实时调节输出电压，已达到节约能耗的目的。系统通过检测输入系统的电流电压值，计算系统能耗，根据负载情况，计算出未安装系统时的功耗，将能耗参数和节电参数通过RS485通信方式上传给上位机，以实现系统的用电量和节电量的数据统计。实施例图1中：1.横坐标电压值，2.纵坐标电流值，3.负载100%时特性曲线，4.负载30%时特性曲线，5.负载10%时特性曲线，6.最佳效率运行曲线；图2中：7.三相输入电源，8.整流模块，9.变压模块，10.逆变模块，11.三相电动机，12.电流互感器，13.电流电压检测电路，15.驱动保护电路，16.光耦隔离电路，14.专业计量芯片，17.DSP处理器，18.上位机。专业计量芯片可以选择万高的V9203芯片，其既可以计量，又可以实现控制和通信等功能。DSP处理器可选择TI公司DSP2812，其实时性和计算速度都能满足要求。图1中，不同负载的情形下，电动机的电压与电流特性曲线，根据功率的计算公式W=U*I，可得出最佳效率运行曲线6，所以可根据电动机的负载情况实时调整给定电压达到节能目的。在图2中，三相输入电源7首先通过整流模块8将交流电转变成直流电，直流电通过变压模块9根据负载情况改变电压，经过改变的直流电通过逆变模块10逆变成工频交流电供给电动机，其相电压值根据负载情况会低于市电。专业计量芯片14通过电压电流检测电路13精确计量输入输出的电源电压和电流，计算后的值，通过TTL串口方式发送给工业专用控制芯片DSP处理器17，DSP处理器17根据计算好的控制方式控制变压模块9内的直流电压值，以及控制逆变模块10后的交流电压值，以实现电动机节能的目的。DSP处理器17需要通过光耦隔离电路16再经过驱动保护电路15来控制DC-DC变压模块9和逆变模块10。专业计量芯片通过RS485总线方式连接到上位机18，上位机18内置检测专业软件，读取系统内的计量值，分析整个节电系统的用电情况。本技术采用轻载时降压的方式节能，再将整个系统的耗电量传到上位机进行统计显示；通过检测电动机的电压电流计算负载量，根据负载情况改变电压以达到节能目的，控制方式采用PID控制方式，芯片采样TI公司的DSP芯片，型号为TMS320F2812；用专业的电能测量芯片测量输入电机的电压电流和输入系统的电压电流，芯片采用万高公司的三相计量芯片，型号为V9203。多个本系统通过RS485总线的方式连接到一台上位机进行统计和显示，实现工业现场多个设备的监控和节能统计。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有能耗监测功能的电机节电装置，其特征在于，所述装置包括电气部分、测控部分和上位机部分；电气部分包括整流模块、变压模块和逆变模块，这三个模块直接连接，前端接三相电，后端直接连接电动机；测控部分设有电压电流检测电路、计量单元、控制单元和驱动电路，电压电流检测电路直接接入到计量单元，其中电流检测通过交流互感器接入电路，电压则直接从交流引线上接入到电路中，计量单元为SOC计量芯片，与控制单元直接通信连接，控制单元为DSP芯片，直接连接驱动电路；上位机部分包括服务器，服务器设有USB转RS485的装置，通过RS485总线方式连接到测控部分的计量单元；专业计量芯片（14）连接电压电流检测电路（13），通过TTL串口连接工业专用控制芯片DSP处理器（17），DSP处理器（17）连接变压模块（9）以及逆变模块（10）。

【技术特征摘要】
1.一种具有能耗监测功能的电机节电装置，其特征在于，所述装置包括电气部分、测控部分和上位机部分；电气部分包括整流模块、变压模块和逆变模块，这三个模块直接连接，前端接三相电，后端直接连接电动机；测控部分设有电压电流检测电路、计量单元、控制单元和驱动电路，电压电流检测电路直接接入到计量单元，其中电流检测通过交流互感器接入电路，电压则直接从交流引线上接入到电路中，计量单元为SOC计量芯片，与控制单元直接通信连接，控制单元为DSP芯片，直接连接驱动电路；上位机部分包括服务器，服务器设有USB转RS485的装置，通过RS485总...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗家涛，林伯刚，乔岩，郭东奇，李云鹏，关帅，
申请(专利权)人：北方节能股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21