智能型电机节能控制器制造技术

一种智能型电机节能控制器，包括三相可控硅模块，用于控制可控硅导通角度的控制单元；其中，三相可控硅模块串联在三相电源与电机之间，三相可控硅模块的控制端与控制单元连接，其特征在于：在三相电源与三相可控硅模块之间串联有限流模块。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
智能型电机节能控制器
本技术涉及一种电机控制器，特别是一种主回路中采用可控硅的智能型的电机控制器。属于电机控制

技术介绍
现有的电机控制器大致分为两大类，第一类是在电机主回路中采用交流接触器作为启停主开关，保护回路采用热继电器。这种控制器的缺点其一为交流接触器为触点开关，靠电磁机构产生的电磁力驱动机械开关接通和断开，长时间使用会使触点氧化、烧灼，导致触点粘连，接触不良，在这种情况下极易烧坏电机；其二为热继电器靠过流发热使金属簧片热彭胀来开关触点，其反应迟钝，触点易氧化，且在设定过流值时极为不精确，时间久会使金属簧片失去开关特性，起不到保护的作用。为了克服第一类电机控制器的上述缺点，发展了第二类智能型的采用数字技术的电机控制器，随着电力电子技术的发展，大功率可控硅的应用越来越广泛，第二类电机控制器在主电路中采用可控硅作为开关元件或调压元件，可控硅在电机控制器中主要有三大应用。第一，由于电机在直接起动时瞬时电流峰值可达额定电流的5-7倍，为了避免该大电流对电网产生大的冲击，通过调节可控硅的通导程度，使电压在电机起动的1-2秒内逐渐达到额定电压，这种起动方式通常称为软起动，然后切换到交流接触器，可控硅不再投入使用。由于既使用可控硅，又使用交流接触器，成本较高，且仍有触点氧化、粘连的缺点。第二，在软起动之后，可控硅仍然投入运行，使负载在全压下工作，实现了开关的无触点，避免了因触点的氧化、粘连造成的事故，但由于可控硅属于-->晶体管器件，其过载能力差，当负载或电源电压有波动时，极易击穿，尤其是在油田电力拖动系统中，电机的负载变化非常剧烈，可控硅的使用寿命极短。例如，抽油机的电机是作为动力来拖动负载的，但在下行程中或抽油机的平衡块调态不当时，电机被几吨或几十吨重的抽油杆拖动使电机成为负载的负载，变为发电机，出现油田上所称的“反电流”现象，使可控硅击穿，造成极大的经济损失。第三是应用在调压方面，大部分的调压采用自动跟踪和手动调压相结合的方式，但从应用结果上来看，很难做到自动跟踪调压，主要原因是负载变化快、剧烈，从大量的实验结果可得出，采用闭环控制方式自动跟踪调压总是滞后于负载的变化，供给电机的电压不是最佳的工作电压，因而不能实现真正的节能控制。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在主回路中采用可控硅作为调压元件的智能型电机节能控制器，在主回路中采用限流模块有效保护主回路上的可控硅，延长其使用寿命。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种智能型电机节能控制器，包括限流模块、三相可控硅模块、用于控制可控硅导通角度的控制单元，其中，限流模块、三相可控硅模块依次串联在三相电源与电机之间，三相可控硅模块的控制端与控制单元连接。为防止三相电源污染对可控硅造成的影响，该控制器还包括串联在电机供电回路的限流模块与三相电源之间、用于吸收三相电源高次谐波的专用RC吸收模块。所述的限流模块为整合在一起的、分别串联在三相电源与三相可控硅模块之间的线绕电阻，线绕电阻的阻值为0.01～0.1欧姆。为了散发限流模块在工作时产生的热量，将限流模块设置在第一散热片上，为了使散热效果更好，在-->所述的第一散热片上设置第一散热风扇、第一温控仪，第一温控仪的常开触点串联在第一散热风扇的电源回路中。所述的控制单元为内部存储有用于完成电机特定调压方式、实现电机节能运行程序的单片机。所述的三相可控硅模块为串联在电机供电回路中的三对反并联可控硅模块，每一对可控硅模块包括可控硅开关和其控制端以及与可控硅开关并联的RC吸收电路，可控硅开关的控制端和正负极分别与控制单元连接；该三相可控硅模块也可以为一个整合为一个模块的具有三个输入输出端、一个由三个控制端组成的控制接口的三相可控硅，三个输入端连接电源侧的三相电源，对应的输出端连接电机的相应电源输入端，控制接口与控制单元连接。为了散发可控硅模块在工作时产生的热量，将其设置在第二散热片上，为了使散热效果更好，在所述的第二散热片上设置有第二散热风扇、第二温控仪，第二温控仪的常开触点串联在第二散热风扇的电源回路中。综上所述，本技术在主回路上增加了可控硅的保护电路，尤其是增加了绕线限流电阻后，即使负载的变化非常剧烈，可控硅依然可以正常运行，延长了其使用寿命；并且，通过采取特定的调压方式，由控制单元内的软件控制三相可控硅模块，使电机的工作电压为有效最佳电压，实现电机的节能控制。附图说明图1为本技术电机供电回路的电路原理图。图2为限流模块的组成示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术进行详细的说明。本技术包括两大部分，一部分为控制单元，其为一单片机电路，根据-->负载变化特性得出对电机供电电压的控制策略，编写软件程序存储在单片机中，单片机实时检测电路的电流，根据检测结果，控制可控硅的导通角度，为电机提供最佳的工作电压；另一部分为电机供电回路的控制部分，其电路原理图如图1所示。该电机为一三相电机，其供电回路包括：三相断路器DK、快速熔断器RS01、RS02、RS03、限流模块1、可控硅模块SCR1、SCR2、SCR3，在熔断器与限流模块之间连接的专用RC吸收模块2。由于每一相电路相同，在此以A相电路为例进行说明。A相供电电路上依次串联断路器DK的一路开关、快速熔断器RS01、限流模块1中的一个线绕电阻R11、可控硅模块SCR1；其中，可控硅模块SCR1的正负两端和控制端分别与单片机的控制接口连接，为了对电路中的电流实时检测，在熔断器RS01与限流模块1之间设置了一电流互感器TA，其次级线圈将感应电流输入到单片机的输入端，实时为单片机提供主回路的电流信号。当电源的品质不好时，其中的高次谐波对电机及可控硅模块的影响很大，为了吸收电源的高次谐波，使流经可控硅模块的电流为纯净电流，在限流模块1和快速熔断器RS01之间设置了专用RC吸收模块2，可防止由于电源的污染而损坏可控硅模块。由于在油田电力拖动系统中，电机的负载变化非常剧烈，例如，抽油机的电机是作为动力来拖动负载的，但在下行程中或抽油机的平衡块调态不当时，电机被几吨或几十吨重的抽油杆拖动使电机成为负载的负载，变为发电机，出现油田电力拖动系统中所称的“反电流”现象，如此大的变化极易使可控硅误触发，造成相间短路，击穿可控硅器件。为了解决此问题，在电机的供电回路中增加了图1所示的限流模块1，允许这种概率极小的误触发发生，一旦发生，主回路的线电流在短时间(毫秒级)不会超过设计电流值(即不超过可控硅的浪涌电流值IFSM)，这种电流造成的热量通过线绕限流电阻散发出去，而不会击穿可控硅。-->限流模块1的结构如图2所示，限流模块1为整合为一个模块的三个线绕电阻R11、R12、R13，每一电阻分别串联在各相的快速熔断器与可控硅模块之间，其阻值在0.01～0.1欧姆之间，在本技术中优选0.05欧姆。通过在供电主回路中增加0.05欧姆的线绕电阻，尽管电机在工作时负载变化巨大，可控硅仍然正常运行，不再发生烧硅的故障。因为电阻在工作时会发热，如果使用环境的温度较高，会影响线绕电阻的工作性能，为了使其发挥正常的限流功能，要把其产生的热量散发出去，所以将这三个电阻设置在第一散热片4上，为了使散热效果更好，在第一散热片4上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能型电机节能控制器，包括三相可控硅模块，用于控制可控硅导通角度的控制单元；其中，三相可控硅模块串联在三相电源与电机之间，三相可控硅模块的控制端与控制单元连接，其特征在于：在三相电源与三相可控硅模块之间串联有限流模块。2.根据权利要求1所述的智能型电机节能控制器，其特征在于：该控制器还包括串联在电机供电回路的限流模块与三相电源之间、用于吸收电源高次谐波的专用RC吸收模块。3.根据权利要求1或2所述的智能型电机节能控制器，其特征在于：所述的限流模块为整合在一起的、分别串联在三相电源与三相可控硅模块之间的线绕电阻，该线绕电阻的阻值为0.01～0.1欧姆。4.根据权利要求1或2所述的智能型电机节能控制器，其特征在于：所述的限流模块设置在第一散热片上。5.根据权利要求4所述的智能型电机节能控制器，其特征在于：在所述的第一散热片上设置有第一散热风扇。6.根据权利要求5所述的智能型电机节能控制器，其特征在于：在所述的第一散热片上设置有第一温控仪，其常开触点串联在第一散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：商宗冀，刘克友，
申请(专利权)人：商宗冀，刘克友，
类型：实用新型
国别省市：