CN204928656U - 一种基于lte-tdd的高压电机变频控制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，属于控制技术领域。该基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备包括：LTE-TDD通信模块、单片机、测量模块、信号调整模块、同步条件监测模块和信号触发模块；所述LTE-TDD通信模块与单片机连接，所述单片机与所述测量模块连接，所述测量模块的输入端分别与变频信号、电网信号相连，所述测量模块的输出端分别与所述信号调整模块的输入端和所述同步条件监测模块的输入端相连，所述信号调整模块的输出端与所述变频信号相连，所述同步条件监测模块的输出端与所述信号触发模块的输入端相连，所述信号触发模块的输出端通过断路器与高压电机相连。该基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，能减小对电网的冲击，延长电机寿命。

Description

一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备

技术领域

本实用新型涉及一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备。

背景技术

在企业中，经常需要用到能耗设备，在设计选型过程中，通常以最大工况为依据，并考虑一定的裕量。这就造成实际应用中，能耗设备的流量都需要调节，而传统的流量调节方式是节流，但普遍存在反应慢、调节精度低、能耗大等问题。随着变频技术的发展，因其调节性能优良、节能效果好等优点，在实际中得到越来越广泛的应用。

随着经济的发展，企业中的大型装备也越来越多，大型电机的应用也越来越广泛，而大型电机驱动的设备一般都是企业的核心设备，一旦停机，将直接影响企业的正常生产。因此，如何保证大型设备连续稳定工作，且能够节约电能便成为当前亟待解决的问题。其中，如何妥善解决大型设备的启动问题更是重中之重。

对于大型设备(例如电机)采用全压启动所造成的危害主要表现在两个方面：

1、对电网的影响

在全压直接启动时，启动电流通常会达到额定电流的4-7倍，几乎类似于三相短路对电网的冲击，不但影响电网的稳定性，引起电网电压的急剧下降，而且，同一电网的其它用电设备可能因电网低电压而跳机。

2、对电机的影响

在全压直接启动时，大电流会加速电机绝缘老化，降低使用寿命，产生的操作过电压也会对电机的绝缘造成极大的伤害。大的启动转矩突然加在静止的机械设备上，会加速齿轮、联轴器的磨损。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，能够减小对电网的冲击，有效延长电机的寿命。

本实用新型实施例提供的技术方案如下：

一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，包括：LTE-TDD通信模块、单片机、测量模块、信号调整模块、同步条件监测模块和信号触发模块；所述LTE-TDD通信模块与单片机连接，所述单片机与所述测量模块连接，所述测量模块的输入端分别与变频信号、电网信号相连，所述测量模块的输出端分别与所述信号调整模块的输入端和所述同步条件监测模块的输入端相连，所述信号调整模块的输出端与所述变频信号相连，所述同步条件监测模块的输出端与所述信号触发模块的输入端相连，所述信号触发模块的输出端通过断路器与高压电机相连。

优选地，还包括：第一继电器和第二继电器，所述第一继电器的控制端与所述同步条件监测模块的输出端相连，所述第一继电器的第一输出端与所述第二继电器的控制端相连，所述第一继电器的第二输出端与所述信号触发模块的输入端相连，所述第二继电器的输出端和所述信号触发模块的输出端都与所述断路器相连。

优选地，所述测量模块包括：

第一信号采样单元，用于采集所述变频信号的电压值、频率值和相位角；

第二信号采样单元，用于采集所述电网信号的电压值、频率值和相位角；

计算单元，用于分别计算所述变频信号和所述电网信号的电压差、频率差和相位差。

优选地，所述信号调整模块包括：

调整单元，用于根据所述变频信号和所述电网信号的电压差、频率差和相位差对所述变频信号进行调整以使所述变频信号和所述电网信号同步；

反馈单元，用于将所述调整单元调整后的变频信号反馈给所述测量模块的输入端。

优选地，所述同步条件监测模块包括：

第一判断单元，用于判断所述电压差是否小于预设电压差；

第二判断单元，用于判断所述频率差是否小于预设频率差；

第三判断单元，用于判断所述相位差是否小于预设相位差；

控制单元，用于在所述第一判断单元、所述第二判断单元和所述第三判断单元的判断结果都为是时输出同步切换命令信号。

优选地，所述信号触发模块包括：

信号接收单元，用于接收所述第一继电器发送的同步切换命令信号；

信号发送单元，用于在所述信号接收单元接收到所述同步切换命令信号后向所述断路器发送合闸信号。

本实用新型实施例提供的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，通过LTE-TDD通信模块、单片机、测量模块、信号调整模块、同步条件监测模块和信号触发模块的配合，能够对变频信号进行有效调整以使变频信号与电网信号同步，从而在断路器合闸过程中，能够有效减小对电网的冲击，延长电机的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的第二种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型实施例作进一步的详细说明。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备的结构示意图，包括：LTE-TDD通信模块110、单片机120、测量模块101、信号调整模块102、同步条件监测模块103和信号触发模块106；其中，LTE-TDD通信模块110与单片机120连接，单片机120与测量模块101连接，LTE-TDD通信模块110通过LTE-TDD网络可以与远程控制中心进行数据交互，并把数据传输到单片机120，测量模块101可以把测量数据传输到单片机120，并通过LTE-TDD模块传输到远程控制中心；测量模块101的输入端分别与变频信号、电网信号相连，测量模块101的输出端分别与信号调整模块102的输入端和同步条件监测模块103的输入端相连，信号调整模块102的输出端与变频信号相连，同步条件监测模块103的输出端与信号触发模块106的输入端相连，信号触发模块106的输出端通过断路器107与高压电机108相连。该基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，通过测量模块101、信号调整模块102、同步条件监测模块103和信号触发模块106的配合，能够对变频信号进行有效调整以使变频信号与电网信号同步，从而在断路器合闸过程中，能够有效减小对电网的冲击，延长电机等设备的使用寿命。

由于在同步条件监测模块103监测到同步条件满足后，随时都有可能发信号给信号触发模块106，考虑到信号触发模块106的扫描是周期性的，从接收到同步信号到发出同步切换命令之间的时间是不固定的，这会影响同步切换的效果，在断路器107合闸过程中，变频信号和电网信号将会出现一定的偏差，从而对电网产生一定的冲击。为了解决该问题，如图2所示，为本实用新型实施例提供的另外一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备的结构示意图，其与图1所示的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备的区别在于，还包括：第一继电器104和第二继电器105，其中，第一继电器104的控制端与同步条件监测模块103的输出端相连，第一继电器104的第一输出端与第二继电器105的控制端相连，第一继电器104的第二输出端与信号触发模块106的输入端相连，第二继电器105的输出端和信号触发模块106的输出端都与断路器107相连。其中，第二继电器105为延时继电器，在第一继电器104吸合预设时间后才进行吸合，并且该预设时间大于信号触发模块106的信号扫描周期，以保证信号触发模块106发出合闸信号后，第二继电器105才进行吸合，从而使得从同步条件监测模块103到第二继电器105输出之间的时间是固定的，从而保证同步切换的效果，有效减小对电网的冲击作用。

在本实用新型的一个实施例中，上述测量模块101具体可以包括：

第一信号采样单元，用于采集变频信号的电压值、频率值和相位角；

第二信号采样单元，用于采集电网信号的电压值、频率值和相位角；

计算单元，用于分别计算变频信号和电网信号的电压差、频率差和相位差。

在本实用新型的另外一个实施例中，上述信号调整模块102具体可以包括：

调整单元，用于根据变频信号和电网信号的电压差、频率差和相位差对变频信号进行调整以使变频信号和电网信号同步；

反馈单元，用于将调整单元调整后的变频信号反馈给测量模块101的输入端。

在本实用新型的又一个实施例中，上述同步条件监测模块103具体可以包括：

第一判断单元，用于判断电压差是否小于预设电压差；

第二判断单元，用于判断频率差是否小于预设频率差；

第三判断单元，用于判断相位差是否小于预设相位差；

控制单元，用于在第一判断单元、第二判断单元和第三判断单元的判断结果都为是时输出同步切换命令信号。

在本实用新型的另一个实施例中，上述信号触发模块106具体可以包括：

信号接收单元，用于接收第一继电器104发送的同步切换命令信号；

信号发送单元，用于在信号接收单元接收到同步切换命令信号后向断路器107发送合闸信号。

为了便于理解本实用新型，以下结合附图2对基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备的工作原理进行简要介绍：第一继电器104接收到同步条件监测模块103发送的同步切换命令信号后进行吸合，并向第二继电器105发送延迟吸合控制信号，同时向信号触发模块106发送同步切换命令信号。由于第二继电器105为延时继电器，接收到第一继电器104发送的延迟吸合控制信号达到预设时间后，才进行吸合，其中，信号触发模块106在接收到同步切换命令信号后，就开始进行扫描，并向断路器107发合闸信号，在第二继电器105从接收到延迟吸合控制信号到实际吸合的预设时间内，信号触发模块106已经完成合闸信号的发送，因此，断路器107在接收到信号触发模块106发送的合闸信号，且接收到所述第二继电器吸合信号后才会进行合闸，从而保证从同步条件监测模块103到第二继电器105输出之间的时间是固定的，有效保证同步切换的效果，减小对电网的冲击。

本实用新型实施例提供的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，通过LTE-TDD通信模块、单片机、测量模块、信号调整模块、同步条件监测模块和信号触发模块的配合，能够对变频信号进行有效调整以使变频信号与电网信号同步，从而在断路器合闸过程中，能够有效减小对电网的冲击，延迟电机的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，其特征在于，包括：LTE-TDD通信模块、单片机、测量模块、信号调整模块、同步条件监测模块和信号触发模块；所述LTE-TDD通信模块与单片机连接，所述单片机与所述测量模块连接，所述测量模块的输入端分别与变频信号、电网信号相连，所述测量模块的输出端分别与所述信号调整模块的输入端和所述同步条件监测模块的输入端相连，所述信号调整模块的输出端与所述变频信号相连，所述同步条件监测模块的输出端与所述信号触发模块的输入端相连，所述信号触发模块的输出端通过断路器与高压电机相连。

2.根据权利要求1所述的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，其特征在于，还包括：第一继电器和第二继电器，所述第一继电器的控制端与所述同步条件监测模块的输出端相连，所述第一继电器的第一输出端与所述第二继电器的控制端相连，所述第一继电器的第二输出端与所述信号触发模块的输入端相连，所述第二继电器的输出端和所述信号触发模块的输出端都与所述断路器相连。

3.根据权利要求2所述的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，其特征在于，所述测量模块包括：

第一信号采样单元，用于采集所述变频信号的电压值、频率值和相位角；

第二信号采样单元，用于采集所述电网信号的电压值、频率值和相位角；

计算单元，用于分别计算所述变频信号和所述电网信号的电压差、频率差和相位差。

4.根据权利要求3所述的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，其特征在于，所述信号调整模块包括：

调整单元，用于根据所述变频信号和所述电网信号的电压差、频率差和相位差对所述变频信号进行调整以使所述变频信号和所述电网信号同步；

反馈单元，用于将所述调整单元调整后的变频信号反馈给所述测量模块的输入端。

5.根据权利要求4所述的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，其特征在于，所述同步条件监测模块包括：

第一判断单元，用于判断所述电压差是否小于预设电压差；

第二判断单元，用于判断所述频率差是否小于预设频率差；

第三判断单元，用于判断所述相位差是否小于预设相位差；

控制单元，用于在所述第一判断单元、所述第二判断单元和所述第三判断单元的判断结果都为是时输出同步切换命令信号。

6.根据权利要求5所述的基于LTE-TDD的高压电机变频控制设备，其特征在于，所述信号触发模块包括：

信号接收单元，用于接收所述第一继电器发送的同步切换命令信号；

信号发送单元，用于在所述信号接收单元接收到所述同步切换命令信号后向所述断路器发送合闸信号。