数字化模块化多功能节能电气控制器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种数字化模块化多功能节能电气控制器，该控制器的主控对象是三相异步交流电动机。该控制器由操作界面、中央控制器、输入模块、配电模块、功率因数补偿模块、电动机绕组接法变换模块、通讯模块、电动机保护模块等组成。它能实现电动机的最佳经济运行，达到增效、降耗、高效节能的目的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种数字化模块化多功能节能电气控制器，该控制器的主控对象是三相异步交流电动机。
技术介绍
笼型(鼠笼型)感应电动机有着结构简单、坚实可靠的特征，固有机械特性的线性部分的机械特性是硬特性，所以运行稳定，负载变化时电动机的转速几乎不变，所以用笼型 (鼠笼型)感应电动机传动的设备特别多，乃至当今时尚的变频调速电动机，依旧是笼型(鼠笼型)感应电动机；由于笼型感应电动机的固有机械特性所致，选用的电动机容量远大于设备所需容量，出现大马拉小车的现象严重，多速电动机或者高启动力矩(转子深槽)电动机在一定程度上解决了大马拉小车的障碍，可选配匹配的电动机，但是多速电动机的极数多了以后其功率因素很低，COSi =0.7左右，无功功率当然大，当使用了多速电动机后，如果负载减轻，而没有实时变成低速和当量无功补偿，那么电动机还是低效率运行；单速绕组抽头笼型感应电动机也是为了解决大马拉小车的问题，同样在轻负载时没有实时换接绕组抽头和当量无功补偿，那么电动机仍是低效率运行，这样一来就大大的浪费能源，不符合两型社会的要求。该控制器就是针对上述状况应运而生的。在此要肯定地说明一个问题当设备并不要求连续实时调速的控制系统，用不着采用变频调速装置，因为变频器工作毕竟存在转换损耗，同时对电网有高次谐波污染。
技术实现思路
本技术提供一种数字化模块化多功能节能电气控制器，它能实现电动机的最佳经济运行，达到增效、降耗、高效节能的目的。本技术的目的是通过如下途径实现的一种数字化模块化多功能节能电气控制器，该控制器的中央控制器接收配电模块的信号，经过A/D转换处理输出至操作显示界面，中央控制器另接输入输出模块及通讯模块。更进一步的，中央控制器连接有功率因数补偿模块、电动机绕组接法变换模块、电动机保护模块等组成。更进一步的，所述的通讯模块为有线局域网或无线局域网。更进一步的，所述的电动机绕组接法变换模块是由6个接触器与电动机绕组的9 个出线端连接成的拓扑结构。本技术就是针对现有技术在实际应用中的缺陷，寻求一种切实可行的技术方案，专利技术一种集智能化、数字化、网络化、数字技术、通信技术、网络技术如一体的数字化模块化多功能节能电气控制器，适用单速、多速、多绕组、绕组抽头的笼型(鼠笼型)感应电动机的综合保护、实时转换，以实现Y—Δ，低速一高速切换的软启动，多速电机调速，多速多转差电机的调速，调功，调转矩的控制功能，从而实现节能的目的；远程通讯接口能够把主控电动机的工作状态及参数通过网络传送到上一级控制系统，同时能够接收上一级控制系统的控制指令，对主控电机进行操作，实现遥测、遥信、遥调、遥控的目的。1.电动机的Y/ Δ、低速/高速软启动有着限制启动电流的作用，减少对电网的冲击，减少对设备的冲击，同时也有节能的作用，前提是电动机只能是空载，或是轻载；高转差电动机、绕组多抽头电动机、变极电动机的软启动同样是限制启动电流，减少线路损耗。如果设备要求频繁启停，采用软启动后，节能效果就显著。2.就地无功补偿众所周知，无功占用电力设备，降低了电力设备的利用率，同时加大了线路损耗，无论是容性无功，还是感性无功，都是一样。那么就地准量无功补偿是最佳方案。感应电动机的磁场能量是感性无功，而电容的电场能量是容性无功，使这两种能量就地相互转换，无疑减少了线路损耗，同时提高了电力设备的利用率，是一举两得的事。然而动态准量无功补偿是通过检测电流与电压的相位角，即功率因素角实施无功补偿的，将单机功率因数提高到趋近于“ 1 ”，达到最佳节能目的。3.电动机的Y—Δ、低速一高速切换，多速电动机的调速，高转差率电动机的调速，调功，调转矩的目的是在满足工程工序要求的情况下，如何根据实际负载的大小实时地进行Y—Δ切换，或低速一高速切换，使电动机运行在与负载相匹配的最佳状态，从而实现最佳节能的目的。以下结合附图对本技术作进一步详细说明附图说明图1为本技术结构示意图；图2为电动机绕组接法变换模块的电路图。具体实施方式如图1所示，本技术数字化模块化多功能节能电气控制器，该控制器的中央控制器1接收配电模块2的信号，经过A/D转换处理输出至操作显示界面3，中央控制器1 另接输入输出模块8及通讯模块4。中央控制器连接有功率因数补偿模块7、电动机绕组接法变换模块6、电动机保护模块5等。所述的通讯模块4为有线局域网或无线局域网。如图2所示，所述的电动机绕组接法变换模块6是由6个接触器与电动机绕组的 9个出线端连接成的拓扑结构。本技术数字化模块化多功能节能电气控制器的工作原理如下整个控制器的核心是中央控制器1，它接收来自配电模块2中的电流信号和电压信号或压力信号或液位传感器信号进行A/D转换成数字量，然后求出各种电参数送操作显示界面3模块中显示器显示出来；通过操作显示界面3上的按键设置过压、欠压、过流、短路、断相、过载、等信号； 设置过功率、欠功率、功率因素过补偿、欠补偿等切换信号可编程地指定输出端口。本技术数字化模块化多功能节能电气控制器能实现如下功能1.该控制器可提供生产现场的配电(像油田井站、建筑施工工地、供排水泵站)的集中配电控制功能，为现场的用电设备提供三相和单相电源，并对用电设备进行全面保护。2.该控制器能对感性负载进行就地无功补偿，根据工况要求，功率因数能补偿到接近于1。3.该控制器能对拖动电动机进行过压、欠压、过流、断相、三相不平衡、短路以及过载保护。4.该控制器能对拖动电动机的定子绕组的各种接法进行切换，以满足电动机使用工况及工艺要求。以实现Y—Δ，低速一高速切换的软启动，多速电动机调速，高起动转矩电动机的调压，调功，调转矩的控制功能，从而实现节能的目的。5.该控制器能接收外部控制信号(诸如压力，温度，电流，电压的信号)以控制电动机的启动，停止，变极，变转差。6.该控制器具有远程通讯接口，能够把主控电动机的工作状态及参数通过网络传送到上一级控制系统，同时能够接收上一级控制系统的控制指令，对主控电动机进行操作， 实现遥测、遥信、遥调、遥控。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种数字化模块化多功能节能电气控制器，其特征在于：该控制器的中央控制器（１）接收配电模块（２）的信号，经过Ａ／Ｄ转换处理输出至操作显示界面（３），中央控制器（１）另接输入输出模块（８）及通讯模块（４）。

【技术特征摘要】
1.一种数字化模块化多功能节能电气控制器，其特征在于该控制器的中央控制器 (1)接收配电模块(2)的信号，经过A/D转换处理输出至操作显示界面(3)，中央控制器(1) 另接输入输出模块(8)及通讯模块(4)。2.如权利要求1所述的数字化模块化多功能节能电气控制器，其特征在于中央控制器连接有功率因数补偿模块(7 )、电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚进，凌星星，毛冬林，
申请(专利权)人：湖南山河天恒通用机电股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43