风机泵类负载自适应超级节电装置制造方法及图纸

一种风机泵类负载自适应超级节电装置，根据风机泵类负载的特征进行深度开发，综合应用了ＳＶＰＷＭ控制技术、ＤＳＰ调速数字处理技术、电机与负载参数检测技术、通信技术，形成了具有自主知识产权的智能节电控制技术和装置。本装置能根据风机、泵类负载的需求，可根据电机负载的大小，自适应调节电机的输出功率，同步调节电压和电流，使电机的输入功率与载荷需求功率完美柔性匹配，做到所供即为所需，避免大马拉小车的现象，最大限度地节约电能。还可根据需要进行自动变频运行，在自适应节能控制的基础上，有效提高风机、泵类负载用三相异步电动机的功率因数，降低无功功率，减少电机发热量，延长寿命，能最大限度地节能减排。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

：本技术属于智能控制装置，特别涉及一种风机泵类负载自适应超级节电装置。
技术介绍
：风机、泵类负载属于三(二)次方递减转矩特性，一般采用挡板或阀门来控制流量与压力，能量损失巨大，现有的变频器节能技术也只能在减速运行时实现断续地节能，我们新近引进日本技术，自行研发的“风机泵类负载自适应超级节电装置”技术项目能全范围连续自适应负载的变化，达到最大限度节电的目的。本新型“风机泵类负载自适应超级节电装置”不仅能根据流量或压力的变化调节负载电机的频率，而且能实现瞬间自适应控制的效果。其节电效率能在变频器节能基础上再增加8％～20％，视不同工况，使用“风机泵类负载自适应超级节电装置”其总节电率能达到15％～70％左右。
技术实现思路
：本技术的目的是：提供一种风机泵类负载自适应超级节电装置，不仅能根据流量或压力需求进行变频调速运行进行节能，而且能实现自适应控制，使负载即风机、泵类等流体输送和压力控制设备的电机始终运行在系统所需的最佳功率下，提高功率因数、降低无功功率，从而达到节省大量电能的效果，挖掘出了该类负荷运行中节能的最大潜力。本技术的内容是：一种风机泵类负载自适应超级节电装置，特征在于：动力主回路连接控制部分组成，其主回路的三相交流电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接负载风机或泵；其控制部分由DSP模块连接外部控制接口；DSP模块连接输出控制模块、显示和控制单元模块；控制部分的输出控制模块分别连接动力主回路的整流模块和输出模块；动力主回路的输出模块的输出电力连接线上装有电流传感器，电流传感器反馈连接到控制部分的DSP模块上。其控制部分中的外部控制接口连接流量压力测控模块。外部控制接口连接各种外部控制模块：包括有：输入/反馈控制信号和输出/响应/驱动/通讯控制信号。在该装置的输入端安装有流量或压力传感器。其中：负荷感应模块：红外感应器GY-16A/18W/20W/86B；整流模块：100～500A/1600V；滤波模块：电解电容1800uF～18000uF/1200V；输出模块：IGBT 100A～900A/1200V；输出控制模块：SD PCB 001～005；显示与控制模块：OPE PCB 001～005；-->DSP模块：CPU PCB 001～005。本技术技术的适用范围和效果：主要用于风机、泵类变动负载类电机的节电控制领域。能根据负载自适应调节电机功率的节电装置，即随负载工作状态的变化而变化。其对于风机、泵类负载能全范围的连续自适应(自动调节)其输入功率，从而达到在轻载时仍提高电机的功率因数，节约负载在无功状态下的用能，即起到了节电效率最大化的目的。以此技术设计开发的负载随动智能节电装置，集成应用了SVPWM技术、DSP技术、变频调速技术、电机载荷感应技术等核心技术，适用于风机、泵类负载及类似的变动负载的电机设备，性能上具有高节电率、高稳定性、结构上高集成化、小型化的高效节能随动装置，而且具有安装便捷的特点。本装置能根据风机、泵类负载的需求，自适应调节电机的输入电压和电流，使电机的输入功率与载荷的大小完全匹配，做到“所供即所需”。本控制装置的最大优点，是在风机、泵类负载的电机在低负荷匀速正常运行情况下，可随载荷的多少(管网压力或流量的多少)自动调节风机、泵类负载电机(15KW-135KW)的输入电压、电流，调节反应能力达0.01秒级，系统无波动感；实时做到载荷需求与输出功率的最佳柔性匹配，实现“所供即所需”的电能管理模式；达到最佳柔性匹配。本技术克服了现有的变频器节能技术只能间断性地实现在减速时断续地节能，而对于每个时段中出现的负载的变化则无能为力的缺陷，能够跟随负载的变化，实现全范围连续自适应随动控制负载达到节电效果最大化的目的。目前，该设备已具备市场推广的条件，节能指标、易操作性能均高于国内外各种风机泵类负载自适应超级节电装置，节能效果显著，电机空载工频恒速运行的节电率高达70％。本技术填补了风机、泵类负载在变频器调速节能中无法实现全范围随动负载的变化进行自适应控制的一项空白，国内外领先，成本低，因此具有投资回报率高的特点。附图说明图1是风机泵类负载自适应超级节电装置结构框图图2是风机泵类负载自适应超级节电装置原理接线图具体实施方式如图1所示的风机泵类负载自适应超级节电装置，其控制部分有：由DSP模块连接外部控制接口；DSP模块连接输出控制模块和显示和控制单元模块；控制部分的输出控制模块连接主回路整流模块和输出模块；动力主回路为：由三相电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接风机、泵类负载电机；控制部分和动力主回路连接：控制部分的输出控制模块连接动力主回的整流模块，控制部分的输出控制模块连接动力主回的输出模块；动力主回的输出模块和风机、泵类负载用电机之间的电力连接线有电流传感器，电流传感器反馈给控制部分的DSP模块。外部控制接口连接速度调节模块和各种外部控制接口(包括有：输入/反馈控制信号和输出/响应/驱动/通讯控制信号)。风机泵类负载自适应超级节电装置结构：见附图1-->控制部分：由通过“外部控制接口”和“速度控制单元”提供输入的“DSP模块”及连接“输出显示和控制单元”模块组成；动力主回路：由三相电源连接整流模块、整流模块再连接滤波模块、滤波模块再连接输出模块、输出模块再连接风机、泵类负载电机的框架组成。控制部分和动力主回路连接：控制部分的输出控制模块连接动力主回路的整流模块，动力主回路的输出模块和风机、泵类负载用三相异步电机之间的电力连接线有电流传感器，电流传感器反馈给控制部分的DSP模块。外部控制接口连接各种外部控制功能模块(包括有：输入/反馈控制信号和输出/响应/驱动/通讯控制信号)。将该设备串接三相交流电源与风机、泵类负载的电机之间。节能实现原理：风机泵类负载自适应超级节电装置，它结合变频技术原理，使用内建以SVPWM(电压空间矢量)方法为基础的最佳节电运算模型的高性能DSP单元，将电机载荷感应单元采集到的电机(15KW-135KW)实时工况参数进行高速处理，计算出当前载荷下的最佳节电电压、电流值及相位角，经过修正补偿运算后输出调制信号，驱动高性能的IGBT模块输出相应的PWM电压波形驱动电机，形成内部闭环反馈的控制单元，实时做到载荷需求与输出功率的最佳柔性匹配，在满足载荷输出要求的前提下，最大限度地节约电能，挖掘出了电机节电的潜力。各模块的功能及应用：DSP技术是将高速运算器件应用于电力设备运行控制的新技术，利用运算器件的高速运算性能(nS级)，大量处理所需数据，并快速给出运算结果，大大提高系统的数据处理能力和反应速度，甚至能做到瞬间随动响应。DSP单元输出精度较高，通过IGBT模块输出的PWM波形整合了电压型、电流型变频输出波形的全部优点，谐波小，全程实时节电，节电效果显著。SVPWM技术是目前精确控制系统中广泛应用的电压空间矢量控制变频新技术，由DSP模块进行电压空间矢量运算来调制IGBT功率模块输出的PWM波形，准确控制输出的电压、电流波形和频率、功率，使所驱动的设备的运行精确度大大提高，且运算和响应速度更快。变频技术在本系统中应用于主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
风机泵类负载自适应超级节电装置，特征在于：动力主回路连接控制部分组成，其主回路的三相交流电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接风机或泵类电机；其控制部分由ＤＳＰ模块连接外部控制接口；ＤＳＰ模块连接输出控制模块、显示和控制单元模块；控制部分的输出控制模块分别连接动力主回路的整流模块和输出模块；动力主回路的输出模块的输出电力连接线上装有电流传感器，电流传感器反馈连接到控制部分的ＤＳＰ模块上。

【技术特征摘要】
1.风机泵类负载自适应超级节电装置，特征在于：动力主回路连接控制部分组成，其主回路的三相交流电源连接整流模块，整流模块连接滤波模块，滤波模块连接输出模块，输出模块连接风机或泵类电机；其控制部分由DSP模块连接外部控制接口；DSP模块连接输出控制模块、显示和控制单元模块；控制部分的输出控制模块分别连接动力主回路的整流模块和输出模块；动力主回路的输出模块的输出电力连接线上装有电流传感器，电流传感器反馈连接到控制部分的DSP模块上。2.根据权利要求1所述的风机泵类负载自适应超级节电装置，其特征在于：外部控制接口连接各种外部控制模块：包括有：输入/反馈控制信号和输出/响...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞宁，俞红蕊，李晓静，曾永捷，
申请(专利权)人：天津市华萌科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]