制衣工廠的工人平時(shí)一上班就打開(kāi)衣車(chē)電機(jī)的電源開(kāi)始工作,直到下班才關(guān)掉衣車(chē)電源。實(shí)際上在生產(chǎn)過(guò)程中,工人有很大一部分時(shí)間是在整理待縫紉的布料,這時(shí)電機(jī)處于空轉(zhuǎn)(衣車(chē)機(jī)械部分不動(dòng)作也就是不需要電能做功),消耗著大量的無(wú)功功率(電機(jī)是感性負(fù)載)。為此,我設(shè)想能否有一種裝置可以在工人踩下踏板(合上電動(dòng)機(jī)與衣車(chē)機(jī)械部分正式工作,也就是電能正式轉(zhuǎn)成機(jī)械能)的時(shí)候才送電,當(dāng)工人停下來(lái)整理的時(shí)候暫?;蛘邷p少電機(jī)供電。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的思考和研制,做出了本文介紹的衣車(chē)節(jié)電器。
電路原理衣車(chē)節(jié)電器電原理圖如圖所示。
1.接通電源電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng):
220V市電火線L接入電動(dòng)機(jī)M串入電流互感器T1,經(jīng)全橋整流堆VD1到雙向晶閘管VS,回到市電火線N構(gòu)成工作回路。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),加在全橋整流堆的電壓為全壓,經(jīng)過(guò)全橋整流后產(chǎn)生脈動(dòng)直流電壓加在晶閘管兩端,并經(jīng)電阻R3降壓后為單結(jié)晶體管提供工作電壓,單結(jié)晶體管接成典型的RC馳張振蕩器,由三極管VT1構(gòu)成可變電阻“R”,C2充放電頻率決定著輸出脈沖的寬度,從而控制晶閘管的導(dǎo)通角,即控制輸出電壓。VT1的基極控制電壓來(lái)自于電流互感器,所以在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)因電流大,經(jīng)T1輸出的電壓也高,三極管導(dǎo)通增加(類(lèi)似RC電路中的R阻值變少,C充電時(shí)間變少),單結(jié)晶體管BT33輸出正電平觸發(fā)晶閘管完全導(dǎo)通(此時(shí)VS從回路中看作類(lèi)似短路,交流電源正半周時(shí)從RS808的一半構(gòu)成回路,負(fù)半周時(shí)從另一半構(gòu)成回路為單相交流電機(jī)提供工作電壓),此時(shí)電動(dòng)機(jī)為全壓?jiǎn)?dòng)。
2.電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后空載時(shí)的穩(wěn)態(tài):
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后空載總回路電流會(huì)慢慢變小,這樣經(jīng)互感器感應(yīng)的電壓就低,三極管導(dǎo)通減少,BT33充放電變慢,馳張振蕩器輸出脈沖變窄,晶閘管導(dǎo)通角變小,電機(jī)兩端電壓降低,在電動(dòng)機(jī)兩端電壓降低的同時(shí)經(jīng)全橋VD1整流的電壓就升高,振蕩器的工作電壓升高,輸出脈沖變寬,晶閘管導(dǎo)通增加,電機(jī)轉(zhuǎn)速加快,當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),總回路的電流下降,經(jīng)T1互感器輸出電壓下降,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降,再?gòu)念^開(kāi)始整個(gè)過(guò)程,最終電動(dòng)機(jī)兩端電壓穩(wěn)定在185V左右,總回路電流穩(wěn)定在0.6A~0.8A之間,此時(shí)進(jìn)入節(jié)約電能(衣車(chē)電機(jī)為單相250W,額定電流為1.9A,經(jīng)測(cè)量未加節(jié)能裝置時(shí)空載電流約等于額定電流)狀態(tài)。
3.工人踩下踏板(即合上電動(dòng)機(jī)的離合片,電動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力至衣車(chē)機(jī)頭,驅(qū)動(dòng)衣車(chē)做功)正常使用衣車(chē)縫紉衣服。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降,總回路電流上升,經(jīng)T1感應(yīng)的電壓升高,三極管導(dǎo)通增加,振蕩器輸出脈沖寬度變寬,晶閘管導(dǎo)通增加,電動(dòng)機(jī)兩端電壓增加,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很快上升至額定值,電動(dòng)機(jī)輸出正常工作的功率。只要工人一放松踏板,離合器一分開(kāi),電動(dòng)機(jī)空載電流瞬間減小,電動(dòng)機(jī)的總回路電流迅速減少,又處于節(jié)能供電狀態(tài)。
4.使用方法按照?qǐng)D2將此節(jié)能器串接入電機(jī)回路,極其簡(jiǎn)單。使用過(guò)程中,如果指示燈VD3亮了,表示保險(xiǎn)絲燒斷,需檢查維護(hù)。
在電機(jī)電源處剪斷后串人節(jié)電器就行(實(shí)際安裝在整個(gè)回路的任意一處串入都能達(dá)到節(jié)能效果)。
節(jié)能效果將一臺(tái)衣車(chē)不裝節(jié)能器,一臺(tái)安裝節(jié)能器,兩臺(tái)衣車(chē)分別安裝一個(gè)單相電度表,經(jīng)過(guò)幾天時(shí)間的測(cè)試,結(jié)果表明安裝此節(jié)能裝置的電動(dòng)機(jī)約節(jié)電30%~50%。
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節(jié)電器
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