专利名称：微电子的电动机智能节电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及交流电动机技术领域，尤其是一种电动机的节电器。
背景技术：
随着电动机制造业及其电动机应用范围的逐步扩大，对电动机的节电效能和技术水平要求也越来越高。在公知技术中，现有的在工业和商业等行业广泛应用的主要是三相异步电动机，因为它具有成本低、可靠性能高，经久耐用，使用简便等特点，但是受其结构所限，电动机的输出电压使产生的磁场能量与转矩的需求匹配不够精确，尤其在轻载或空载情况下电机耗能高，效能低，浪费电能。
发明内容
为了克服现有技术之不足，有效地解决电动机在轻载荷或空载情况下不能自动调节的问题，本实用新型提供一种结构新颖，能使电动机的输出电压所产生的磁场的能量与转矩的需求匹配精确，使得运行耗能低，工作效能高，节省电能，使用方便的新式电动机节电器。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是一种微电子的电动机智能节电器，它设有直流电源电路、主控制电路、三相功率单元、阻容保护电路所组成，直流电源电路是由变压器、整流电桥、滤波电容、三端稳压器连接组成的将工频交流电转换为稳压直流电的电路，直流电源电路分别连接主控制电路和三相功率单元并为其提供直流电源；三相功率单元是由三个双向的MTC可控硅模块并联组成，其功能是执行主控电路的指令控制所连电动机的运行；阻容保护电路主要为保护三相主功率单元而设计，是由电阻和电容串联后其引出线分别连接三相功率单元的输入端和输出端所组成；主控电路是由PIC系列的微处理器主芯片、光电耦合器和电阻、电容、开关、二极管等外围元件组成，主控电路连接着三相功率单元。主控制电路通过光电耦合器自动检测到的电动机负荷的变化信号输入给微处理器的主芯片进行分析处理计算调整出适当的控制信号后给三相功率单元的可控硅模块发出电子信号指令，通过可控硅动态调整电动机的端电压使其产生的能量与转矩的需求精确匹配，尤其在轻载荷或空载的情况下，将电机的电压自动降至最低需求且转矩保持恒定，因而有效的降低了不必要的损耗。如果负荷增加，本智能节电器自动将电压上升以防止电动机失速，有效的提高了感性电动机的效率，为了减少电机启动电流对电网的冲击本节电器还具有软启动功能。
由于本实用新型设计采用了上述技术方案，有效地解决了电动机在轻载荷或空载情况下不能自动调节的问题，又经过数次试验试用结果表明，它与现有技术相比，具有结构新颖，能使电动机的输出电压所产生的磁场的能量与转矩的需求精确匹配，在电机轻载和空载情况下能自动调节，将电机的电压自动降至最低需求且转矩保持恒定，使得运行耗能低，工作效能高，节省电能，且可降低电动机的运行温度，减少电动机运行时的震动，大大降低电动机的磨损和故障停机时间，提高生产效率，延长电动机及其驱动设备的使用寿命，降低保养费用，使用方便等优点，适用于各型的三相异步电动机，系一种新型的电动机智能节电器。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1是本实用新型实施例的原理电路图。
图2是本实用新型实施例的产品结构示意图。
附图标记1节电器器体，2电路板。
具体实施方式
如附图1所示实施例，本实用新型是由直流电源电路、主控制电路、三相功率单元、阻容保护电路所组成。其中
直流电源电路是由变压器B、整流电桥D9-12、电容C5-6、开关K1-2、电阻Ra-b、二极管Z1、稳压器T1、发光二极管LED1和LED3所组成，变压器B的初级接工频交流电源、次级连整流电桥D9-12，电桥D9-12的输出端分别连接滤波电容C5和电源开关K1，开关K1分别连接由电阻Ra、发光二极管LED1串联组成的电源指示电路和节电控制开关K2的1脚，开关K2的2脚连接稳压器T1、3脚并联电阻Rb和电阻R1-3，电阻R1-3分别由连接的输出控制点A、B、C点连接主控电路，电阻Rb连接发光二极管LED3和二极管Z1并联整流电桥，稳压器T1的输出端分别连接电容C6和连接主控电路。本直流电源电路将外接输入的工频220V或380V交流电源转换为稳压直流电源，为连接的主控制电路和三相主功率单元供电。当然，也可采用其它适用结构的稳压直流电源电路。
主控制电路是由PIC系列处理器的主芯片U1、光电耦合器U2-7和电阻R4-32、电容C7、开关K3-4、二极管D1-8、发光二极管LED2等外围元件组成。主芯片U1的1脚分别连接上拉电阻R6和可调电阻W1，可调电阻W1为工作点调整电位器，主芯片U1的2脚分别连接上拉电阻R7和可调电阻W2，可调电阻W2为启动延时时间调整电位器，主芯片U1的4脚和14脚连接稳压器T1的输出端并连接退偶电容C7，5脚接地，6脚串联电阻R8后分别连接二极管D8、连接稳压器T1的二极管D7和串联电阻R9-10后接电机三相电源的U相，7-9脚分别串联电阻R11-13后并联稳压器T1的输出端，主芯片U1的7-9脚还分别连接光电耦合器U2、U4、U6的4脚，10-12脚各分别串联电阻R14-16后由所连的输出控制点A、B、C点分别连接光电耦合器U3、U5、U7的1脚，13脚连接电阻R17并串联发光二极管LED2后接地，发光二极管LED2显示节电与状态，闪烁表示启动延时，正常表示启动完毕已进入节电状态，主芯片U1的15脚和16脚连接晶体振荡器CX，17脚一路串联电阻R5连接稳压器T1、另一路连接开关K4，开关K4为软起动、直起动状态选择开关，主芯片U1的18脚一路串联电阻R4连接稳压器T1、另一路连接开关K3，开关K3为手动、自动选择开关，光电耦合器U2、U4、U6各分别为三相交流电源W、V、U相的检测光耦其1脚各分别串联电阻R18-19、R20-21、R22-23后连接三相功率单元的可控硅模块MA、MB、MC的K1端，3脚接地，光电耦合器U3、U5、U7为三相交流电源W、V、U相输出控制光耦其1脚分别由所连的输出控制点A、B、C点连接直流电源电路和主控制电路，光电耦合器U3、U5、U7的2脚接地，光电耦合器U3的4脚串联电阻R24后分别连接电阻R27、二极管D2和可控硅模块MA的G1端，电阻R27和二极管D2并联接电机三相交流电源的W相，光电耦合器U5的4脚串联电阻R25后分别连接电阻R28、二极管D4和可控硅模块MB的G1端，电阻R28和二极管D4并联接电机三相交流电源的V相，光电耦合器U7的4脚串联电阻R26后分别连接电阻R29、二极管D6和可控硅模块MC的G1端，电阻R29和二极管D6并联接电机三相交流电源的U相，光电耦合器U3的6脚分别连接可控硅模块MA的G2端和串联电阻R30、二极管D1后接可控硅模块MA的K2端，光电耦合器U5的6脚分别连接可控硅模块MB的G2端和串联电阻R31、二极管D3后接可控硅模块MB的K2端，光电耦合器U7的6脚分别连接可控硅模块MC的G2端和串联电阻R32、二极管D5后接可控硅模块MC的K2端。
本实用新型主控制电路中主芯片U1为PIC16C620型单片机，或是PIC16C621或PIC16C621A或PIC16C622或PIC16C622A型单片机。
三相功率单元是由三个双向的MTC可控硅模块MA-C所组成，可控硅模块MA-C的K1端分别连接电动机的三相交流电源U、V、W相，可控硅模块MA-C的K2端为控制输出端分别连接电动机M的接线端子，并将可控硅模块MA、MB、MC的K2端各分别连接主控电路的光电耦合器U2、U4、U6的2脚。
本实用新型所述的智能节电器中三相功率单元或是采用6只单项可控硅每2个一组反并联组成。
阻容保护电路是由电阻R33-35和电容C1-3组成。电阻R33和电容C1串联，电阻R33的另一端连接三相功率单元的可控硅模块MA的K2端、电容C1的另一端连接可控硅模块MA的K1端；电阻R34和电容C2串联，电阻R34的另一端连接可控硅模块MB的K2端、电容C2的另一端连接可控硅模块MB的K1端；电阻R35和电容C3串联，电阻R35的另一端连接可控硅模块MC的K2端、电容C3的另一端连接可控硅模块MC的K1端。
本实用新型将上述电子器件装连于电路主板2上，电路主板2装于节电器机箱箱体1内，并将开关K1-K4、发光二极管LED1-LED3、电阻Ra-Rb、可调电阻W1-W2装设到显示操作面板上。
权利要求1.一种微电子的电动机智能节电器，其特征在于，它设有直流电源电路、主控制电路、三相功率单元、阻容保护电路，直流电源电路是由变压器、整流电桥、滤波电容、三端稳压器连接组成的将工频交流电转换为稳压直流电的电路，直流电源电路分别连接主控制电路和三相功率单元并为其提供电源，三相功率单元是由三个双向的MTC可控硅模块并联组成，阻容保护电路是由电阻和电容串联后其引出线分别连接三相功率单元的输入端和输出端所组成，主控电路是由PIC系列的微处理器主芯片、光电耦合器和电阻、电容、开关、二极管连接组成，主控电路连接三相功率单元。
2.根据权利要求1所述的微电子的电动机智能节电器，其特征在于，a、直流电源电路是由变压器B的初级接工频交流电源、次级连整流电桥D9-12，电桥D9-12的输出端分别连接滤波电容C5和电源开关K1，开关K1分别连接由电阻Ra、发光二极管LED1串联组成的电源指示电路和节电控制开关K2的1脚，开关K2的2脚连接稳压器T1、3脚并联电阻Rb和电阻R1-3，电阻R1-3分别由连接的输出控制点A、B、C点连接主控电路，电阻Rb连接发光二极管LED3和二极管Z1并联电桥，稳压器T1的输出端分别连接电容C6和连接主控电路，b、主控制电路是由PIC系列处理器的主芯片U1的1脚分别连接上拉电阻R6和可调电阻W1，2脚分别连接上拉电阻R7和可调电阻W2，4脚和14脚连接稳压器T1的输出端并连接退偶电容C7，5脚接地，6脚串联电阻R8后分别连接二极管D8、连接稳压器T1的二极管D7和串联电阻R9-10后接电机三相电源的U相，7-9脚分别串联电阻R11-13后并联稳压器T1的输出端，主芯片U1的7-9脚还分别连接光电耦合器U2、U4、U6的4脚，10-12脚各分别串联电阻R14-16后由所连的输出控制点A、B、C点分别连接光电耦合器U3、U5、U7的1脚，13脚连接电阻R17并串联发光二极管LED2后接地，15脚和16脚连接晶体振荡器CX，17脚一路串联电阻R5连接稳压器T1、另一路连接开关K4，18脚一路串联电阻R4连接稳压器T1、另一路连接开关K3，光电耦合器U2、U4、U6为三相交流电源W、V、U相的检测光耦其1脚各分别串联电阻R18-19、R20-21、R22-23后连接三相功率单元的可控硅模块MA、MB、MC的K1端，3脚接地，光电耦合器U3、U5、U7为三相交流电源W、V、U相输出控制光耦其1脚分别由所连的输出控制点A、B、C点连接直流电源电路和主控制电路，2脚接地，光电耦合器U3的4脚串联电阻R24后分别连接电阻R27、二极管D2和可控硅模块MA的G1端，电阻R27和二极管D2并联接电机三相交流电源的W相，光电耦合器U5的4脚串联电阻R25后分别连接电阻R28、二极管D4和可控硅模块MB的G1端，电阻R28和二极管D4并联接电机三相交流电源的V相，光电耦合器U7的4脚串联电阻R26后分别连接电阻R29、二极管D6和可控硅模块MC的G1端，电阻R29和二极管D6并联接电机三相交流电源的U相，光电耦合器U3的6脚分别连接可控硅模块MA的G2端和串联电阻R30、二极管D1后接可控硅模块MA的K2端，光电耦合器U5的6脚分别连接可控硅模块MB的G2端和串联电阻R31、二极管D3后接可控硅模块MB的K2端，光电耦合器U7的6脚分别连接可控硅模块MC的G2端和串联电阻R32、二极管D5后接可控硅模块MC的K2端，c、三相功率单元是由三个双向的MTC可控硅模块MA-C所组成，可控硅模块MA-C的K1端分别连接电动机的三相交流电源U、V、W相，可控硅模块MA-C的K2端为控制输出端分别连接电动机M的接线端子，并将可控硅模块MA、MB、MC的K2端各分别连接主控电路的光电耦合器U2、U4、U6的2脚，d、阻容保护电路是由电阻R33-35和电容C1-3组成，电阻R33和电容C1串联，电阻R33的另一端连接三相功率单元的可控硅模块MA的K2端、电容C1的另一端连接可控硅模块MA的K1端，电阻R34和电容C2串联，电阻R34的另一端连接可控硅模块MB的K2端、电容C2的另一端连接可控硅模块MB的K1端，电阻R35和电容C3串联，电阻R35的另一端连接可控硅模块MC的K2端、电容C3的另一端连接可控硅模块MC的K1端。
3.根据权利要求1所述的微电子的电动机智能节电器，其特征在于，三相功率单元或是采用6只单项可控硅每2个一组反并联组成。
4.根据权利要求1所述的微电子的电动机智能节电器，其特征在于，主控制电路中主芯片为PIC16C620型单片机或PIC16C621或PIC16C621A或PIC16C622或PIC16C622A型单片机。
5.根据权利要求1或2所述的微电子的电动机智能节电器，其特征在于，节电器机箱箱体(1)内装设有装连有电子器件的电路主板(2)，并将开关K1-K4、发光二极管LED1-LED3、电阻Ra-Rb、可调电阻W1-W2装设到显示操作面板上。
专利摘要本实用新型提供了一种微电子的电动机智能节电器，属交流电动机技术领域，有效地解决电动机在轻载荷或空载情况下不能自动调节的问题，它是由直流电源电路、主控制电路、三相功率单元、阻容保护电路所组成，直流电源电路分别连接主控制电路和三相功率单元并为其提供直流电源，三相功率单元是由三个双向可控硅模块并联组成，阻容保护电路是由电阻和电容串联后连接三相功率单元所组成，主控电路是由PIC系列的微处理器主芯片、光电耦合器和电阻、电容、开关、二极管等外围元件连接组成，主控电路连接三相功率单元。其结构新颖，工作效能高，节省电能，适用于各型的三相异步电动机。
文档编号H02P27/02GK2914488SQ200620026490
公开日2007年6月20日 申请日期2006年6月20日 优先权日2006年6月20日
发明者郭成刚, 任国利 申请人:郭成刚, 任国利