机械真空泵节能控制系统.docVIP

说 明 书机械真空泵节能控制系统一、技术领域本实用新型涉及机械真空泵设备，具体为一种机械真空泵节能控制系统。二、背景技术机械真空泵一般由异步电动机驱动，用于从密封的容器中抽除气体形成真空。开始抽气时机械真空泵为满负荷，电动机也处于满负荷运行。但随着被抽的密封容器内气体压力的下降机械真空泵的负荷下降。当密封容器内达到一定真空度时，气体压力不再下降，如国产2X旋片式真空泵使泵负荷趋于平衡气体压力为1000500Pa，国产ZJ罗茨真空泵使泵负荷趋于平衡气体压力为20050Pa。密封容器内的气压趋于平衡时机械真空泵负荷也不再下降，此时机械真空泵的负荷仅为额定负荷的40-50%。机械真空泵的异步电动机要按最大负荷配置，在运行过程中，只有开始时的较短工作时间内异步电动机是工作于重载，而大部分的工作时间机械真空泵只需要维持密封容器内的较低气压，异步电动机工作于40-50%的轻载状态。因异步电动机的定子绕组是直接与电网相接的，电动机定子的电压和转速都是恒定的。这样大部分时间内，异步电动机的效率很低，白白浪费大量电能。三、实用新型内容本实用新型的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种机械真空泵节能控制装置，以被抽的密封容器内的气体压力值为机械真空泵所接的异步电动机定子电压调节值，以节能。本实用新型设计的机械真空泵节能控制系统，包括机械真空泵及与之驱动连接的异步电动机，机械真空泵接需要抽真空的密封容器，还有真空测量仪、控制装置及交流调压装置， 真空测量仪所接的气压传感器位于密封容器内，真空测量仪的电信号输出端与控制装置相连接，控制装置的控制端接与电网连接的交流调压装置，交流调压装置输出端接异步电动机。真空测量仪接收压力传感器传送的密封容器内的气体压力信号，经变送放大送入控制装置。控制装置存储有根据气体压力信号调节电压的程序，将接收的气体压力信号与设定值比较，当被抽容器的气体压力低于设定值时，对交流调压装置发出降压指令。交流调压装置根据控制装置的指令，在气体压力降低时，向异步电动机提供调低的电压，从而降低能耗。 异步电动机运行时的总损耗p为定子铜耗pDCus、铁损pFe、转子铜耗pZCur、机械损耗pmech以及杂散损耗ps的和，p= pDCus+ pFe+ pZCur+ pmech+ ps （），输入功率P1等于输出功率P2与电动机运行时的总损耗p的和。P1=P2+p 异步电动机运行效率为电动机轴上输出功率P2与输入电动机的电功率P1之比： （）， 异步电动机电磁转矩Te为转矩常数KT、气隙磁通m、转子电流以及转子回路功率因数cosr的乘积：Te= KTmcosr （），异步电动机定子电流为转子电流与励磁电流之和：= + （），异步电动机轻载运行时，气隙磁通m基本不变，转子电流很小，转子铜耗pZCur很小，但铁损pFe、机械损耗pmech和杂散损耗ps基本不变。由式可知定子电流Is受励磁电流I0的牵制并没有转子电流Ir缩减得那么多，这样式的分母中p所占比例较大，效率会急剧降低。为了减少轻载运行时的能量损耗，关键是通过降低定子电压来降低气隙磁通m，这样可以同时降低铁损pFe和励磁电流I0。但过分降低电压和磁通，由式可知，转子电流必然增加，则定子电流Is反而可能增加，铁损的降低将被铜耗填补，效果反而可能更差。由于异步电动机和机械真空泵本身都存在空载损耗及机械真空泵存在一定的平衡负荷，同时考虑过度降低异步电动机定子电压会引起速降，影响真空泵的抽速，定子电压降低不宜过大，最低电压限制在额定电压UN的40%50%，否则效率有可能降低并影响真空泵的抽速。真空测量仪上安装有气体气压显示表，可显示密封容器内当前气体压力。交流调压装置可以是改变异步电动机接线方式的装置，控制装置在判断气体压力小于设定值时，发出降压指令，交流调压装置接收到降压指令将三角形接线改为星形接线来降低电动机定子相电压，当控制装置无降压指令时，保持异步电动机的三角形接线方式。交流调压装置也可以是三相晶闸管交流调压装置或三相正弦波脉宽调制（SPWM）交流调压装置，控制装置根据气体压力发出降压指令，当接收到控制装置的降压指令时，无级向下调节提供给电动机的电压。交流调压装置经过载保护装置与电网相连接，所述过载保护装置为异步电动机保护断路器或热继电器。本实用新型机械真空泵节能控制系统的优点为：1、以被抽的密封容器的气体压力信号为调节参数，对带动机械真空泵的异步电动机实行降压控制，在机械真空泵达到负荷平衡运行时电动机功耗降低50%以上，节能效果明显；2、本系统可适用于单台机械真空泵的节能控制，也可适用于真空泵机组中的多台机械真空泵的节能控制；3、本系统各装置易于配置，成本低，易于推广应用。四、附图说明图1为本实用新型机械真空泵节能控制系统实施例结构方框图。 五、具体实施方式本机械真空泵节能控制系统实施例如图1所示，包括机械真空泵及与之驱动连接的异步电动机，机械真空泵接需要抽真空的密封容器，还有真空测量仪、控制装置及交流调压装置， 真空测量仪所接的气压传感器位于密封容器内，真空测量仪的电信号输出端与控制装置相连接，控制装置的控制端连接交流调压装置，交流调压装置的输出端接异步电动机。交流调压装置经过载保护装置与电网连接。真空测量仪上安装有气体气压显示表。 交流调压装置是改变异步电动机接线方式的装置或三相正弦波脉宽调制（SPWM）交流调压装置。交流调压装置也可以采用三相晶闸管交流调压装置。1权 利 要 求 书 1、机械真空泵节能控制系统，包括机械真空泵及与之驱动连接的异步电动机，机械真空泵接需要抽真空的密封容器，其特征在于：还有真空测量仪、控制装置及交流调压装置， 真空测量仪所接的气压传感器位于密封容器内，真空测量仪的电信号输出端与控制装置相连接，控制装置的控制端接与电网连接的交流调压装置，交流调压装置输出端接异步电动机。2、根据权利要求1所述的机械真空泵节能控制系统，其特征在于：所述交流调压装置是改变异步电动机接线方式的装置，或者是三相晶闸管交流调压装置，或者是三相正弦波脉宽调制（SPWM）交流调压装置。3、根据权利要求1或2所述的机械真空泵节能控制系统，其特征在于：所述真空测量仪上安装有气体气压显示表。4、根据权利要求1或2所述的机械真空泵节能控制系统，其特征在于：所述交流调压装置经过载保护装置与电网相连接。5、根据权利要求4所述的机械真空泵节能控制系统，其特征在于：所述过载保护装置为异步电动机保护断路器或热继电器。说 明 书 摘 要本实用新型为机械真空泵节能控制系统，其真空测量仪所接的气压传感器位于密封容器内，真空测量仪的电信号输出端与控制装置相连接，控制装置接与电网连接的交流调压装置，交流调压装置输出端接异步电动机。真空测量仪将密封容器内的气体压力信号送入控制装置，控制装置将接收的气体压力信号与设定值比较，