一种电机保护节能装置

1、一种低压电路系统节电器目前，我国用电设备尤其在电机行业已逐步采用变频调速控制技术以降低能耗，但由于变频运行时会产生高次谐波、电磁辐射等电子污染。随着电力电子设备的大量应用，电力电子污染问题越来越大，如果不从根本上加以解决，将造成诸如控制系统瘫痪、频繁误动作等不良后果；另外，用电设备开启或超负载运行时，会出现峰值和过电压现象，温度升高，就会瞬流提高，从而使电感性负载电流损失增加和铜损提高。这就告诉我们，由于瞬流高压的冲击，多余的电能转换成热能，以电机为例，电机温度每上升一度，大约增加4%的电耗。因此对电机系统在运行中采取措施加以限制和保护，是提高用电效率的前提，这对于电力设备制造和电力系统运行都

2、具有重要意义。 另外，工矿企业中大量的感性负载接入电网后，改变了电力电网中供电电流的正弦波，从而引起谐波、电压波动、闪变、频率波动和过电压等现象，增加了电网损失，缩短了电气设备的寿命，用电系统的用电效率严重下降，因此采用最新的动态瞬变、谐波抑制技术，改善功率因数，降低电气设备损耗，提高用电系统的静态和动态稳定性，保证电气设备正常运行，保障正常的企业生产，有效降低设备运行成本及设备维护费用，从而为用户带来显著的综合性效益。本实用新型是由用电设备1、导线2、补偿检测器3、节电集成元件4、接触器5、箱体6等零件组成。附图说明：用电设备1与导线2连接，导线2与功率检测器3连接，节电集成元件4与导线2连

3、接，节电集成元件4与接触器5连接，接触器5补偿检测器3、节电集成元件4、接触器5分别与导线1连接，整个电器元件完整的组装在箱体6中。功率检测器3是由固态继电器、电容、功率因数表等组成，节电集成元件4是由双向晶闸管、瞬变抑制二极管、有源滤波器等电子元件组成。本检测器是在芯片的输出脚上加一个电容和电阻组成的低通滤波器，通过增加电容和电阻的值来降低滤波器带宽，较窄的滤波器带宽可减少纹波幅度。实施例：用电设备1在接通电源或断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，这种电压的峰值很容易引起瞬时超载，形成非正弦电流，产生谐波和瞬变浪涌，产生了无功功率，节电集成元件4装有双向晶闸管、瞬变抑制二极管、有源滤波器等

4、，当用电设备1及线路中产生非线性电压时，补偿检测器3瞬时接受到信号，传递到节电集成元件4，在极短的的时间内能够有效的抑制电路中的瞬变浪涌和谐波，及时的补偿无功功率，稳定受电端及电网的电压，提高供电质量。在长距离输电线中合适的地点设置动态无功补偿装置还可以改善输电系统的稳定性，提高输电能力。组合滤波器 两个不同电抗系数回路并联以检出杂波信号，用于低成本地清洁电网质量。傅立叶分析 通过傅立叶分析使得将非正弦函数分解为它的谐波分量成为可能。在正弦频率 0 上的波形已知为基波分量。在频率 n × 0 上的波形被称为谐波分量。 补偿检测器3是感性自动的，在负载的情况下，其Cos 功率因数均介于

5、0与1 之间，代表了电流和电压之间的相位差。电感性的和电容性的 cos 说明了电源的质量特性。用 cos 可以表述电网中的无功功率分量。当电压与电流之间有相位差时，即功率因数就偏向感应，电路就发生能量互换。接线端子（+）【4】通过导线与电容元件【1】与继电器【3】形成输入电路和输出电路，继电器【3】由输入(控制)电路，驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。这是继电器【3】输入电路是为输入控制信号提供一个回路，在输入电压达到一定值时，电流不再随电压的升高而明显增大，输出电路主要由补偿控制器【2】与继电器【3】形成的回路，使之成为触发信号，通电设备运行的电流和电压的相位差由补偿控制器【2】来自动调

6、整设备能量，使设备始终在最佳效率下工作。当功率因数表 【6】上出现感性偏向时， 补偿控制器【2】就能检查到用电设备在轻载或负载在不断变化时，通过调整输入设备电压和电流，使设备的输入功率和实时功率负载刚好匹配，从而减低铜损、铁损，改善设备的的正常与停机性能，达到节电的效果。          2、电机相控器节能  电机在额定负载状态下，其机电转换效率可达95%，但当电机在轻载状态下运行时，其机电转换效率可低至20%。   电机消耗的电能中有相当部分

7、是以发热、铁损、噪音与振动等形式浪费掉。    在电机与电网之间加上一能量管理控制器，通过实时检测电机运行的电压和电流及其相位角的大小，判断电机所处运行负荷和效率状态；当电机在低效率轻载状态下运行时，通过优化运算决策实时调节加于电机的电压和电流的大小，以调整对电机的功率的输入，保证电机的输出转矩与负荷需求精确匹配，实现“所供即所需”的柔性化能量管理模式，（达到软启动和节能效果。）不仅可以节省部分励磁损耗和负载损耗，提高功率因数，改善电机运行状态和电网运行品质，而且具有软启动功能，是一种不同于变频器的电机节能产品。    &#

8、160;对于这类间歇性（冲击）负载，可采用在电机安装相位控制节电器，通过相位控制器实时监测电机负荷的变化情况，应用最优化原理，动态调整电机的运行电压和电流，使其与负载匹配，从而有效提高电机在低负荷下的用电效率，达到节能的目的。  节电器主要用于220V380V供电系统中，是一种系统的节电保护器，适用于电压、电流波动较大的场合，节电率可达到15%左右，并能取到保护电路的作用。它根据三相系统因开关动作、电机启动、电子电路开关电源、雷击等引起的顺变、浪涌引起的谐波，从而达到保护电路，又节省电能的双重功效。节电器一般通过分级布控，才能达到最佳效果，主控制极一般安装在电路总表的输出端，分控制级

9、一般安装于各车间或各楼层分闸或电表的输出端，未级（用电极）一般安装于大型负载处。接触器是保护节电元件，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用电气线路上，由于种种原因相接或相碰瞬时电流很大，主要是切断电路，保护用电设备 2. 谐波抑制为解决电力电子装置和其他谐波源的谐波污染问题，基本思路有两条：一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波，这对各种谐波源都是适用的；另一条是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波，且功率因数可控制为1，这当然只适用于作为主要谐波源的电力电子装置。装设谐波补偿装置的传统方法就是采用LC调谐滤波器。这种方法既可补偿谐波，又可补偿无功功率，而且结构简单，一直被

10、广泛使用。这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧毁。此外，它只能补偿固定频率的谐波，补偿效果也不甚理想。3. 无功补偿人们对有功功率的理解非常容易，而要深刻认识无功功率却并不是轻而易举的。在正弦电路中，无功功率的概念是清楚的，而在含有谐波时，至今尚无获得公认的无功功率定义。但是，对无功功率这一概念的重要性，对无功补偿重要性的认识，却是一致的。无功补偿应包含对基波无功功率补偿和对谐波无功功率的补偿。无功功率对供电系统和负荷的运行都是十分重要的。电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的。因此，粗略地说，为了输送有功功率，就要求送

11、电端和受电端的电压有一相位差，这在相当宽的范围内可以实现；而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差，这只能在很窄的范围内实现。不仅大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也需要消耗无功功率。网络元件和负载所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得。显然，这些无功功率如果都要由发电机提供并经过长距离传送是不合理的，通常也是不可能的。合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，这就是无功补偿。电力电子装置等非线性装置也要消耗无功功率，特别是各种相控装置。 如相控整流器、相控交流功率调整电路和周波变流器，在工作时基波电流滞后于电网电压，要消耗大量的无功功率。另外，这些装置也会产生大量的谐波电

12、流，谐波源都是要消耗无功功率的。二极管整流电路的基波电流相位和电网电压相位大致相同，所以基本不消耗基波无功功率。但是它也产生大量的谐波电流，因此也消耗一定的无功功率。对谐波问题的解决方案。另外的方法就是使用动态有源滤波器。点。是附加在电网电压上的一个高频信 浪涌电流是指电网中出现的短时间象“浪”一样的高电压引起的大电流。当某些大容量的电气设备接通或断开时间，由于电网中存在电感，将在电网产生“浪涌电压”，从而引发浪涌电流。 浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌

13、水平。反复开关环路，AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。 浪涌电流是指电网中出现的短时间象“浪”一样的高电压引起的大电流。当某些大容量的电气设备接通或断开时间，由于电网中存在电感，将在电网产生“浪涌电压”，从而引发浪涌电流。 节电器是一种适用于低压用电系统的并联型通用节电装置，它采用国际上最先进的快速瞬时抑制元件及成熟的设计经验制造而成，能够抑制电网电路中的瞬变浪涌及谐波，改善电能质量，提高设备的运行效率，延长设备的使用寿命，具有节电和保护设备的双重功效。安装方式：从变压器出线端到用电设备共是两级和三级布控相结合，因为65%的瞬变产生于设备内部，格局这个原理以及系统节电器的节电原理，系

14、统节电器的应用将从三个方面切断瞬变对整个低压系统的污染：一是堵住电网对本系统的冲击和影响，并处理本系统的自身的瞬变和浪涌；二是切断内部的回路，解决系统内部见得串扰，防止设备产生的从根本上消除设备产生的瞬变和浪涌：主要特点：实时调节，无论用电系统电压如何变化，本产品始终保证负载的电压稳定在设定的值附近，有利用设备的正常工作，根据用户实际情况，分段控制节电率，节电率达到20-50%之间；提高功率因数，减少了电源与负载之间的能量互换。权利要求说明书1、一种新型感性自动节能电器，其特征是本实用新型是有电容元件【1】、补偿控制器【2】、继电器【3】、接线端子（+）【4】、接线端子（-）【5】、功率因数表【6】、箱体【7】组成。接线端子（+）【4】通过导线与电容元件【1】联结、三个电容元件【1】是并联，与三个串联的继电器【3】并联，补偿控制器【2】、继电器【3】、功率因数表【6】连接成一个整体，接线端子（-）【5】与功率因数表【6】联结，整个元件完整的组装在箱体【7】内。2、按权利要求1所属的一种新型实用专利，其特征是功率因数表【6】是感性自动的，当电压与电流之间有相位差时，即功率因数就偏向感应，电路就发生能量互换。接线端子（+）【4】通过导线与电容元件【1】与继电器【3】形成输入电路和输出电路，由补偿控制器【2】与继电