一种基于能量补偿的节能电动机装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种节能电动机装置，适用于交流或直流电动机，通过在电动机中原有线圈的两侧并联补偿电容，形成电感电容储能回路，通过在交流电动机中外加直流电源和相应的控制电路，或者在直流电动机中修改控制电路的方式，为补偿电路产生能量交换条件，并为持续工作提供能量补偿。通过电容收集电感线圈中未被利用的磁场能量，并在下个工作周期中释放，提高了直流、交流电动机的能量利用效率，简化了电动机工作电源要求，适用于多种应用场景。

Energy saving motor device based on energy compensation

The invention relates to an energy-saving motor device, which is suitable for AC or DC motor. Through parallel compensation capacitors on both sides of the original coils of the motor, an inductive capacitor energy storage circuit is formed. By adding a DC power supply and corresponding control circuit in the AC motor, or modifying the control circuit in the DC motor, an energy exchange condition is generated for the compensation circuit, And provide energy compensation for continuous operation. The unused magnetic field energy in the inductance coil is collected by capacitance and released in the next working cycle, which improves the energy utilization efficiency of DC and AC motors, simplifies the requirements of motor working power supply, and is applicable to a variety of application scenarios.

【技术实现步骤摘要】
一种基于能量补偿的节能电动机装置
本专利技术属于电力系统中的节能
，尤其是一种基于能量补偿的节能电动机装置。
技术介绍
当前的电动机共有交流、直流两大类，作为交流电动机，需要外部输入三相交流电，通电线圈产生旋转磁场并作用于转子，形成磁电动力旋转扭矩，在这个过程中由于负载网络的电容和电动机中电感线圈之间存在能量存储和交换，产生了并未转化为机械能的无功功率，造成了能量损失，而直流电动机在分时段工作过程中，剩余磁通量没有被有效利用，造成了能量损失。因此，现有技术还有待于改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中的缺陷，提供了一种节能电动机装置，通过在交流电动机原有线圈两端并联电容，形成电感电容振荡器，并外加电源控制电路，为振荡电路产生初始振荡并提供能量补偿，使交流电动机在直流供电时也可以运转，通过在直流电动机线圈两端并联电容，形成对剩余线圈磁能的收集，在控制器联合作用下，把收集的能量提供给电动机下一个工作过程，提高了电动机的效率，节省了能耗。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种直流节能电动机装置，其改进之处在于：在原有电动机线圈上增加如下电路：(1)三项星型连接交流电动机的三组线圈分别记为LA，LB，LC；(2)电感线圈LA两端并联电容CA和开关KA，所述电容CA和所述开关KA为串联关系；(3)所述开关KA接入控制器，由控制器控制所述开关KA闭合和断开，同时控制器中的直流电源为所述电感线圈支路提供能量补偿；(4)电感线圈LB和LC同样按照所述(2)至(3)部分增加对应电路。其中，步骤(3)中控制器的控制过程如下：I)电路启动时，开关KA闭合、开关KB、KC断开，此时A点电压相位为0°，控制器内部直流电源供电，电流从A点经CA、LA流入星型节点O；II)当A点电压相位为90°时，A点控制器内部直流电源断开，停止供电，同时开关KA保持闭合，此时电感LA、电容CA之间进行能量交换，电路维持振荡，控制器内部直流电源为电感电容振荡的能量损失提供能量补偿；III)当A点电压相位为120°时，B点电压相位为0°，开关KB闭合，B点控制器内部直流电源供电，电流从B点经CB、LB流入星型节点O；IV)当B点电压相位为90°时，B点控制器内部直流电源断开，停止供电，同时开关KB保持闭合，此时电感LB、电容CB之间进行能量交换，电路维持振荡，控制器内部直流电源为电感电容振荡的能量损失提供能量补偿；V)当B点电压相位为120°时，C点电压相位为0°，开关KC闭合，C点控制器内部直流电源供电，电流从C点经CB、LC流入星型节点O；VI当C点电压相位为90°时，C点控制器内部直流电源断开，停止供电，同时开关KC保持闭合，此时电感LC、电容CC之间进行能量交换，电路维持振荡，控制器内部直流电源为电感电容振荡的能量损失提供能量补偿；VII)当C点电压相位为120°时，A点电压相位为0°，重复Ι至VΙ的步骤，形成周期性的循环。实施本专利技术的，具有以下有益效果：本专利技术充分利用了电动机的感应线圈，通过外加电容、控制器等元件，并通过外接直流电源实现电感电容的起振和提供振荡过程中的能量补偿，电容器收集了电感线圈剩余能量，提高了电源的利用效率。本专利技术利用外部直流电源实现电路的起振，并提供振荡过程中的能量补偿，无需外部输入三相直流电压，简化了工作电源要求，适用于多种应用场景。附图说明图1是理想电感电容振荡器电路图；图2是理想电感电容振荡器的振荡波形；图3是实际带有能量损失的电感电容振荡器的振荡波形；图4是星型连接实施例的电动机改进后的电路图；图5是改进后的电动机的电压波形图；图6是传统的三相无刷直流电动机电路图；图7是传统的三相无刷直流电动机波形图；图8是改进后的三相无刷直流电动机电路图；图9是相位为0°时的电容极性图；图10是相位为60°时的电容极性图；图11是相位为120°时的电容极性图；图12是相位为180°时的电容极性图；图13是相位为240°时的电容极性图；图14是相位为300°时的电容极性图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1—星型连接的异步交流电动机装置理想情况下，由电感和电容组成的振荡器(如图1)，在起振后电路将会持续维持正弦波振荡(如图2)，而在实际电路中，由于电阻的存在，振荡波形将会逐渐衰减(如图3)，因此需要外部注入能量以补偿其能量损耗并维持振荡。通过对电动机中三组电感线圈并联电容，形成电感电容能量交换振荡器，并外加电源控制电路，为振荡电路产生初始振荡并提供能量补偿。基于上述技术，本实施例以星型连接为例提出一种直流节能电动机装置，其连接关系如图4所示，详细说明如下：为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种直流节能电动机装置，其改进之处在于：如图4所示，在原有电动机线圈上增加如下电路：(1)电动机的三组线圈分别记为LA，LB，LC；(2)电感线圈LA两端并联电容CA和开关KA，所述电容CA和所述开关KA为串联关系；(3)所述开关KA接入控制器，由控制器控制所述开关KA闭合和断开，同时控制器中的直流电源为所述电感线圈支路提供能量补偿；(4)电感线圈LB和LC同样按照所述(2)至(3)部分增加对应电路。其中，步骤(3)中控制器的控制过程如下：I)在电路启动时，开关KA闭合、开关KB、KC断开，A点电压相位为0°，外部电压从A点经CA、LA流入星型节点O；II)当A点电压相位为90°时，A点外部电源断开，停止供电，同时开关KA保持闭合，此时电感LA、电容CA之间进行能量交换，电路维持振荡，控制器内部直流电源为电感电容振荡的能量损失提供能量补偿；III)当A点电压相位为120°时，B点电压相位为0，此时开关KB闭合，外部电压从B点经CB、LB流入星型节点O；IV)当B点电压相位为90°时，B点外部电源断开，停止供电，同时开关KB保持闭合，此时电感LB、电容CB之间进行能量交换，电路维持振荡，控制器内部直流电源为电感电容振荡的能量损失提供能量补偿；V)当B点电压相位为120°时，此时C点电压相位为0，此时开关KC闭合，外部电压从C点经CC、LC流入星型节点O；VI)当C点电压相位为90°时，C点外部电源断开，停止供电，同时开关KC保持闭合，此时电感LC、电容CC之间进行能量交换，电路维持振荡，控制器内部直流电源为电感电容振荡的能量损失提供能量补偿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于能量补偿的节能电动机装置，其特征在于：在原有电动机线圈上增加如下电路：/n(1)电动机的三组线圈分别记为LA，LB，LC；/n(2)以线圈LA为例，LA两端分别记为a，b；/n(3)在a和b之间并联两组电容和开关，记为CA1、KA1，CA2、KA2，其中电容和开关为串联形式；/n(4)开关KA1和KA2接入控制器；/n(5)电感线圈LB和LC同样按照所述(2)至(4)部分增加对应电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于能量补偿的节能电动机装置，其特征在于：在原有电动机线圈上增加如下电路：
(1)电动机的三组线圈分别记为LA，LB，LC；
(2)以线圈LA为例，LA两端分别记为a，b；
(3)在a和b之间并联两组电容和开关，记为CA1、KA1，CA2、KA2，其中电容和开关为串联形式；
(4)开关KA1和KA2接入控制器；
(5)电感线圈LB和LC同样按照所述(2)至(4)部分增加对应电路。


2.根据权利要求1所述的电动机控制器，其特征在于：步骤(4)中控制器的控制过程如下：
I)在电路启动，相位为0时，星型无刷直流电机电流通路为电源正极、A、LA、LB、B、电源负极，此时所有开关为断开状态；；
II)当外电路通电时长为t1时外部直流电源关断，其中t1≤T，T为传统无刷直流电机单项通电时长，同时闭合开关KA1，KB1；
III)随着KA1、KB1的闭合，LA电感中储存的能量对电容CA1充电，LB电感中储存的能量对电容CB1充电，同时A端、B端电压下降；
IV)相位为60°时，星型无刷直流电机电流通路为电源正极、A、LA、LC、C、电源负极，此时所有开关断开；
V)当外电路通电t时外部直流电源关断，其中t1≤T，T为传统无刷直流电机单项通电时长，同时闭合开关KA2、KC1；
VI)随着KA2、KC1的闭合，LA电感中储存的能量对电容CA2充电，LC电感中储存的能量对电容CC1充电，同时A端、C端电压下降；
VII)相位为120°时，星型无刷直流电机电流通路为电源正极、B、LB、LC、C、电源负极，此时所有开关断开。
VIII)当外电路通电t时外部直流电源关断，其中t1≤T，T为传统无刷直流电机单项通电时长，同时闭合开关KB2、KC2；
IX)随着KB2、KC2的闭合，LA电感中储存的能量对电容CB2充电，LC电感中储存的能量对电容CC2充电，同时A端、C端电压下降；
X)相位为180°时，星型无刷直流电机电流通路为电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴明途，褚博，
申请(专利权)人：戴明途，褚博，
类型：发明
国别省市：山东;37