[其他]交流感應電動機節電器

在審

• 申請號: 85200924
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85200924U
• 公開（公告）日: 1986-01-01
• 發明（設計）人: 張承輝
• 申請（專利權）人: 張承輝
• 主分類號: H02P7/36
• 分類號: H02P7/36
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 范嚴生

本實用新型與交流感應電動機的控制裝置及節電技術有關。

交流感應電動機，亦稱異步電動機，輕載或空載時效率和功率因數都很低，這時適當降低供電電壓可以提高其效率和功率因素。一九七七年美國專利局公布了美國馬歇爾航天中心工程師諾勒發明的專利（專利號4052648）利用控制晶閘管的點火角給交流感應電動機適當的供電電壓，提高了輕載和空載時的效率和功率因數，以后這項技術得到了發展。但改變晶閘管的點火角產生了諧波，使這種電動機在輕載或空載運行時離其最高效率和功率因數還有一定距離；大量使用這種裝置，如不附加其他設備，會造成電網波型畸變；主回路成本較高。

本實用新型的目的就是要制造出用于交流感應電動機的高效率、成本低、無公害的節電器。

交流感應電動機在額定電壓和額定負載附近運行時其效率和功率因數達到最高，其實質是這時電動機在“最佳差轉率”下運行，電能能最有效地轉化為機械能。由于電動機的轉子和所帶的負載總有一定慣性，如果運行中的電動機在短時內與交流電源斷開，在這段時間內它的轉速變化是小的。一個中小功率，三相4極鼠籠異步電動機，在負載率為20％時，斷開交流電源兩周期，用50Hz電源時是0.04秒，在不考慮負載慣性條件下計算，其差轉率僅增加不超過0.005。而中小功率異步電動機的差轉率在額定值上波動±0.005，其效率和功率因數仍接近最高值。通過計算可以確定某種異步電動機較佳差轉率的上、下限值，設計一種裝置，在上限值時電動機接通交流電源，在下限值時斷開，進行二位控制，為此電動機可在最佳或較佳差轉率下運行，由于接通和斷開時附加損失是小的，所以這種控制可使電動機從零到滿載時其效率和功率因數都能達到或接近最高。這種節電控制器的控制原理參見附圖1。這種控制可以使用交流電源的整周期，不會帶來電網波型畸變問題。如果功率開關，即附圖1的可控開關②，采用晶閘管，則同樣功率的電動機可用電流小一些的元件，這里是與現有技術中晶閘管電壓控制型異步電動機節電器比較的。如果用于用量最多的三相異步電動機，則可以用三組一個二極管與一個晶閘管反並開關代替三組兩只反並晶閘管開關或三只雙向晶閘管；如果本發明功率開關采用雙向晶閘管則只需兩只。

根據上述理由，利用本實用新型制造的交流感應電動機節電器，節電效果好，尤其是在較輕負載和空載時；成本低，特別是使用功率開關的主回路；無造成電網電壓波型畸變的公害。

附圖說明：

附圖1是交流感應電動機節電器方框圖，①是交流電源，②是可控開關，③是交流感應電動機，④是差轉率檢測器，⑤是二位控制器，④、⑤合稱控制器。

附圖2是最佳實施方案的主回路及觸發電路圖，①、②、③為三相交流電源，④為交流感應電動機，⑤為控制信號輸入端。

附圖3是最佳實施方案的控制器部份電路圖，①和②為測量電動機電流的互感器輸入端，G代表三極管，D代表二極管，W代表穩壓二極管。

為了使本節電器能發揮最好的效果，下面提供最佳實施方案，及解決一些技術問題的辦法。

先敘述主回路及觸發電路，見附圖2，觸發電路屬本發明控制器的一部分。附圖2是用于三相電動機，主回路用二極管與晶閘管反並作為功率開關，這里三只晶閘管工作在正向，采用一個脈沖源和一個脈沖變壓器去同時解決三只晶閘管的觸發問題。這個觸發電路產生的是脈沖列，脈沖列每第一個脈沖之間相隔是120°±5°，脈沖列長約30°，脈沖列的第一個脈沖落后每相電壓負向過零點約20°，這樣的觸發電路所耗平均功率小，線路簡單，同時這種電路還具有電動機起動時自動降壓的功能，因為這種觸發電路對每相的正半周來說都有兩列相隔約120°的脈沖列，第一列能保證電動機在額定轉速附近運行時，電流過零后得到可靠的觸發。而電動機起動時功率因數很低，第一列不能觸發晶閘管，而由第二列脈沖觸發，起降壓作用。觸發脈沖列若改為單脈沖也可以工作，可靠性要差些。附圖2所用的電壓同步信號是通過三個接成星形電路的電阻分壓器直接接到三相電源上取得到，而實現上述功能，是依靠二極管的與門或門去控制多諧振蕩器，（5）為控制信號輸入，高電平時電動機接通。