專利名稱：抽油機電機節(jié)能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機節(jié)能控制器，特別是一種自動調(diào)節(jié)電壓與負載匹配的抽油機電機節(jié)能控制器。
背景技術(shù)：
電機是工業(yè)生產(chǎn)的主要動力來源，在其空載或輕載時，均會造成電能的巨大浪費，目前在石油化工，冶金工業(yè)中，特別是油田中使用的三相異步電動機，在電機容量選擇上總是比實際負載要大很多，當負載變大、變小、或空載時，都會使無功消耗大，甚至出現(xiàn)“大馬拉小車”的情況，不但造成電能的浪費，而且使電能的傳送電路、發(fā)電設(shè)備的效率降低、損耗增大。常用的電機節(jié)能控制器是針對穩(wěn)定負載設(shè)計的，其原理是通過檢測非節(jié)電方式下的功率因數(shù)，調(diào)整串接在電機繞組中的雙向可控硅導(dǎo)通角，從而調(diào)整輸入到電機的電壓值，也即調(diào)整電機輸出額定功率，使之與負載功率相匹配，達到節(jié)能目的。而抽油機中的電機負載變化比較快，采用上述方法在實時調(diào)整電機輸入電壓，使電機效率在負載不斷變化的情況下，無法保證電機的工作效率達到最高。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點而提供一種改進的抽油機電機節(jié)能控制器，實時調(diào)整電機輸入電壓適應(yīng)負載變化，提高電機的工作效率，節(jié)約電能。
本實用新型的目的可以通過如下技術(shù)措施來實現(xiàn)本節(jié)能控制器包括中央微處理器、光電耦合器、采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、過載保護電路、同步電路、數(shù)字顯示電路、觸發(fā)脈沖形成電路，采樣電路經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路連接中央微處理器輸入端，過載保護電路連接采樣電路，同步電路經(jīng)光電耦合器連接中央微處理器輸入端，中央微處理器輸出端分別連接數(shù)字顯示電路、觸發(fā)脈沖形成電路。采樣電路中設(shè)有三組二極管并聯(lián)，每組都有二個方向相同二極管串聯(lián)而成，電機三相電源分別接有三個電流互感器，三個電流互感器的一端分別連接每組二極管的兩二極管之間，三個電流互感器的另一端相互連接，并聯(lián)的二極管組一端接地，另一端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、過載保護電路的比較器正輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的比較器輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換集成塊輸入端，A/D轉(zhuǎn)換集成塊與中央微處理器連接；過載保護電路的比較器輸出端連接三極管，三極管連接有繼電器，由三極管控制繼電器來控制電機電源；同步電路設(shè)有兩個相同的電感器，其中一電感器接有橋式整流電路，橋式整流電路連接光電耦合器和三極管，另一電感器經(jīng)電阻連接三極管；光電耦合器連接中央微處理器輸入端；數(shù)字顯示電路的數(shù)字顯示管連接顯示集成塊，顯示集成塊與中央微處理器連接；觸發(fā)脈沖形成電路設(shè)有與非門電路集成塊，中央微處理器的輸出端分別連接與非門電路集成塊的輸入端，與非門電路集成塊輸出可控硅控制信號，控制可控硅的導(dǎo)通角，從而調(diào)整電機的輸入電壓；為了保證控制器的可靠工作和擴展功能，可增加可靠性保護電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，另在中央微處理器寫入計算軟件配合使用。
本控制器的電路中，同步電路是可控硅裝置所必須的，每隔360度相位角產(chǎn)生一個同步脈沖給中央微處理器，中央微處理器利用外部中斷0檢測該同步信號即交流電壓過零時刻，通過軟件處理和內(nèi)部定時器定時，根據(jù)鐵損等于銅損時，電機整機功率損失最小的理論，輸出相應(yīng)的可控硅觸發(fā)脈沖。光電耦合器是將信號隔離，避免干擾，由采樣電路的電流互感器采集到電機的負載電流信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路比較器、A/D轉(zhuǎn)換集成塊輸入中央微處理器，經(jīng)處理后中央微處理器輸出脈沖觸發(fā)信號，經(jīng)觸發(fā)脈沖形成電路的與非門電路集成塊控制可控硅的導(dǎo)通角，調(diào)整電機的輸入電壓，使施加在電機的電壓自動跟蹤負載的變化，從而使電機工作在最佳狀態(tài)，中央微處理器同時經(jīng)顯示集成塊輸給數(shù)字顯示管信號，實時顯示交流電路的電流值，當負載電流過大，過載保護電路的比較器輸出端有電壓，三極管導(dǎo)通，繼電器觸點斷開，切斷主回路的交流電源，保護電機。
本實用新型的設(shè)計合理，應(yīng)用鐵損等于銅損時，電機整機功率損失最小的理論，實時調(diào)整電機工作電壓響應(yīng)負載變化，實現(xiàn)最佳匹配，提高電機的工作效率，節(jié)約電能，其控制靈敏度高，響應(yīng)速度快，工作可靠，性能穩(wěn)定，是先進實用的電機節(jié)能設(shè)備。


圖1是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
參照圖1，中央微處理器IC1采用單片機89C51，光電耦合器采用4N31，還有采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、過載保護電路、同步電路、數(shù)字顯示電路、觸發(fā)脈沖形成電路。采樣電路有三個電流互感器L1、L2、L3連接在電機三相電源，電阻R1、R2、R3、分別接在L1、L2、L3兩端，二極管D1、D2串聯(lián)成一組，二極管D3、D4串聯(lián)成一組，二極管D5、D6串聯(lián)成一組，三組再并聯(lián)，三個電流互感器L1、L2、L3的一端分別連接每組二極管的兩二極管之間，另一端相互連接，并聯(lián)的二極管組一端接地，另一端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、過載保護電路的比較器IC4、IC5正輸入端，比較器IC4、IC5為LM324，比較器IC4的輸入端經(jīng)電阻R4、R5連接其輸出端，比較器IC4輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換集成塊IC2輸入端，A/D轉(zhuǎn)換集成塊IC4與中央微處理器IC1連接，A/D轉(zhuǎn)換集成塊IC4為0809，過載保護電路的比較器IC5的輸入端經(jīng)電阻R6、R7連接其輸出端，輸出端經(jīng)二極管D8、電阻R8連接三極管BG1的基極，三極管BG1的集電極連接繼電器J，繼電器J并聯(lián)接有二極管D7，繼電器J為常閉觸點繼電器，控制交流接觸器來控制電機電源。
同步電路有兩個相同的電感器L4、L5，電感器L5接二極管D9、D10、D11、D12的橋式整流電路，橋式整流電路一端光電耦合器A連接三極管BG2的集電極，另一端接三極管BG2的發(fā)射極，電感器L4一端經(jīng)電阻R9連接三極管BG2的基極，另一端接三極管BG2的發(fā)射極，光電耦合器A連接中央微處理器IC1的輸入端。
中央微處理器IC1的輸出端連接數(shù)字顯示電路的顯示集成塊IC3，IC3為74LS164×4，數(shù)字顯示管連接顯示集成塊IC3；觸發(fā)脈沖形成電路有與非門電路集成塊IC6，中央微處理器IC1的輸出端分別連接與非門電路集成塊IC6的輸入端，與非門電路集成塊IC6輸出可控硅控制信號，通過控制可控硅的導(dǎo)通角，從而調(diào)整電機的輸入電壓；可靠性保護電路有電阻R10、R11和集成塊IC7和組成，IC7為X25045；可增加數(shù)模轉(zhuǎn)換電路以擴展功能。
權(quán)利要求1.一種抽油機電機節(jié)能控制器，包括中央微處理器、光電耦合器、采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、過載保護電路、同步電路、數(shù)字顯示電路、觸發(fā)脈沖形成電路，其特征是采樣電路中有三組二極管并聯(lián)，二極管D1、D2串聯(lián)成一組，二極管D3、D4串聯(lián)成一組，二極管D5、D6串聯(lián)成一組，三個電流互感器L1、L2、L3的一端分別連接每組二極管的兩二極管之間，另一端相互連接，并聯(lián)的二極管組一端接地，另一端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、過載保護電路的比較器IC4、IC5正輸入端，比較器IC4的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換集成塊輸入端IC2，A/D轉(zhuǎn)換集成塊IC2與中央微處理器連接，比較器IC5的輸出端連接三極管BG1，三極管BG1連接有繼電器J，同步電路設(shè)有兩個相同的電感器L4、L5，電感器L5接有橋式整流電路，橋式整流電路連接光電耦合器A和三極管BG2，電感器L4經(jīng)電阻R9連接三極管BG2，光電耦合器A連接中央微處理器IC1輸入端，觸發(fā)脈沖形成電路設(shè)有與非門電路集成塊IC6，中央微處理器IC1的輸出端分別連接與非門電路集成塊IC6的輸入端。
專利摘要一種抽油機電機節(jié)能控制器，包括中央微處理器、光電耦合器、采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、過載保護電路、同步電路、數(shù)字顯示電路、觸發(fā)脈沖形成電路，采樣電路有三個電流互感器L
文檔編號F24C15/20GK2648319SQ0327358
公開日2004年10月13日 申請日期2003年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月14日
發(fā)明者吳曉帆, 羅平, 張巖京 申請人:茂名學院