基本信息
- 项目名称：
- 节能型纺织机械电机专用控制器
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 纺织行业使用的电机特别多，因其工作性质的原因，机器启动后是不宜停机的。本变频器专门适用于纺织机械的电机上，由于电网有电压波动，由变频器自动调节电动机的输入电压，使其达到最优的工作状态，以达到节能的目的。
- 详细介绍：
- 因其工作性质的原因，机器启动后是不宜停机的，否则可能影响布面或纺纱质量，基本都是连续运行。考虑到电网的电压波动，为了保证在用电高峰期时（此时电压最低）保证企业所有电机都能正常工作，大多设定的输出电压高于380V。做为电机在设计时，必须在360V就能达到额定工作力矩和转速，电压达到400V以上时电机转速并没有线性的提高，对系统的产量也没有增加，电机的功耗却增加了，这部分功耗转换成热量使电机升温，影响电机的使用安全。系统主要由模拟三相SPWM发生器、SPWM输出驱动、输出电流电压变换器及SPWM功率输出电路等部分。模拟三相SPWM发生器经SPWM驱动输出电路放大后，由SPWM功率输出电路输出。输出的电流和电压经输出电流电压互感器将进行按比例变换和A/D转换后反馈到主控制系统，主控系统根据电机负载情况，自动调整SPWM输出的幅度，实现最大限度的节能。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目前专业变频器性能优良、节能效果突出，但由于多种原因使得其价格居高不下，难以普及。而纺织行业使用的电机特别多，因其工作性质的原因，机器启动后是不宜停机的。本变频器专门适用于纺织机械的电机上，由于电网有电压波动，由变频器自动调节电动机的输入电压，使其达到最优的工作状态，以达到节能的目的。变频范围在30~99Hz，载波频率有9K、12K、15K、18K几个频点，主控器件采用通用有8位单片机STC12C5412AD，成本低，性能好。功率器件选用7只SGP25N1200BND，负载能力强、开关速度快、开关损耗小，价格便宜。
科学性、先进性
- 由于纺织行业使用电机多，同时电机使用率高，该课题针对行业特点以节能为目的, 适应三相异步电动机进行设计的。一是突出易用性。作品仅有几个必须的接线端子，操作员是经过认证的普通电工就能安装，不需编程即可使用；采用模块化结构，维修时方便更换部件；二是突出低成本。在硬件设计上，开发通用器件潜能完成三相SPWM运算与输出，在功能上进行简化，以利降低成本和方便使用。三是突出节能；系统通过电压互感器、电流互感器对电机工作状况进行实时测量，经分析运算，感知电机负载变化，根据不同负载曲线，调整SPWM输出，使电机稳定工作在最佳工作状态。同时通过智能分析与运算，自动适应不同型号与功率的电机。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无转让
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 以节能为核心的软件设计与算法。使用新型微控制器和独立设计的硬件驱动电路。适用于纺织机械的电机控制。 变频器节能效果好，但是由于其价格高，普及难度大，因而社会效益低。如该项目样机，成本仅为相同产品的五分之一，经纺织厂浆纱机实验，日节能在11%左右，当年即可收回投资。纺织业又是中国重要的产业之一，它的推广将带来极大的社会效益。
同类课题研究水平概述
- 经网络查询，国内外尚未见到相同的专业用途的产品报道，与此相近的产品则是目前在交流电机调速方面应用较多的变频器。变频器具有调速范围宽、节能、可编程、闭环控制、通信接口等功能。但存在成本高、使用复杂的缺点，需要对使用人员进行专业培训，适应于对调速有特殊要求的场合。
