專利名稱:低能耗動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償器的制作方法
本實(shí)用新型屬于一種改進(jìn)的電力網(wǎng)絡(luò)功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。適用于高低壓配電系統(tǒng)。
在電力配電系統(tǒng)中，為了減少無功功率，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，常配有功率因數(shù)補(bǔ)償器，一般采用交流接觸器作為電力電容器的投切開關(guān)。比較先進(jìn)的采用動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，如歐洲專利(EP37027B；EP113872A)所提供的方法主回路主要由開關(guān)，雙向晶閘管及電力電容器串聯(lián)或并聯(lián)電抗器組成。這里雙向晶閘管作為無觸點(diǎn)開關(guān)。當(dāng)電網(wǎng)需要無功功率補(bǔ)償時(shí)，△Q檢測電路通過控制電路和觸發(fā)電路發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，使雙向晶閘管導(dǎo)通，把電力電容器投入電網(wǎng)，因此可以快速及時(shí)的向負(fù)載提供無功功率。但是由于主回路中為了抑制投入電容器所產(chǎn)生的高次諧波而接入了電抗器，使裝置本身增加了有功功率損耗，同時(shí)電抗器體積大、笨重、耗費(fèi)大量金屬材料、成本也較高。
本實(shí)用新型的目的是針對上述問題，提出一種改進(jìn)的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。它能夠根據(jù)投入電容器的控制信號(hào)，在電網(wǎng)中跟蹤電網(wǎng)電壓的波形，使開關(guān)晶閘管的兩端電壓差一旦達(dá)到正向?qū)妷罕懔⒓磳?dǎo)通，由于過渡過程較平緩，所以避免了高次諧波電流的產(chǎn)生，這樣可以取消電抗器。本實(shí)用新型與已有技術(shù)相比具有體積小，重量輕，節(jié)約電能、節(jié)省金屬、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的任務(wù)是以如下方式完成的電力電容器一端接一相線，另一端通過一個(gè)整流二極管和一個(gè)開關(guān)晶閘管及一個(gè)輔助晶閘管串聯(lián)一個(gè)限流電阻進(jìn)行異極并聯(lián)，再通過串聯(lián)的組合開關(guān)接到電網(wǎng)的另一相線上。組合開關(guān)是一個(gè)由主開關(guān)和一個(gè)輔助開關(guān)串聯(lián)一只限流電阻后并聯(lián)而成的。組合開關(guān)的動(dòng)作程序應(yīng)該是合閘時(shí)，先合輔助開關(guān)，后合主開關(guān)。這樣當(dāng)組合開關(guān)合閘時(shí)，電源首先通過組合開關(guān)上的輔助開關(guān)及限流電阻，整流二極管向電力電容器充電至接近電源電壓的峰值。由于有限流電阻避免了電流沖擊。當(dāng)檢測電路發(fā)出需要投入電力電容器的控制信號(hào)時(shí)，第一個(gè)電壓過零脈沖信號(hào)和控制信號(hào)共同通過與門，該與門發(fā)出脈沖再驅(qū)動(dòng)下級(jí)驅(qū)動(dòng)器去觸發(fā)輔助晶閘管的控制極，由于輔助晶閘管兩端處于正向電壓所以導(dǎo)通。電力電容器的電能立即通過輔助晶閘管及串聯(lián)的電阻向負(fù)載放電，當(dāng)電力電容器上的電壓降到與電源瞬時(shí)電壓相近時(shí)，一旦輔助晶閘管兩端電壓小于正向?qū)妷簳r(shí)輔助晶閘管馬上截止。隨后電源電壓逐步升高，電源又通過整流二極管向電力電容器充電，使電力電容器上的電壓又升到接近電源電壓峰值。這時(shí)電壓峰值脈沖發(fā)生器在電壓波峰這段時(shí)間有一個(gè)脈沖產(chǎn)生，與上一個(gè)電壓過零脈沖經(jīng)過單穩(wěn)電路延時(shí)的信號(hào)共同通過另一個(gè)與門電路，該與門產(chǎn)生一個(gè)脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器去觸發(fā)開關(guān)晶閘管的控制極。在此同時(shí)電源電壓的瞬時(shí)值下降，使開關(guān)晶閘管兩端剛達(dá)到正向?qū)妷簳r(shí)，開關(guān)晶閘管立即導(dǎo)通，此時(shí)電壓、電流都較小，這時(shí)電力電容器投入電網(wǎng)運(yùn)行。直到加在開關(guān)晶閘管兩端的電壓瞬時(shí)值之差小于正向?qū)妷簳r(shí)，開關(guān)晶閘管截止。隨后電源通過整流二極管向電力電容器充電，開始了周而復(fù)始的過程。由于開關(guān)晶閘管在導(dǎo)通時(shí)，兩端電壓總是由小到大，這樣導(dǎo)通后無沖擊電流，系統(tǒng)不產(chǎn)生高次諧波，所以可以不用電抗器。
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1是本實(shí)用新型主電路原理圖。
圖2是本實(shí)用新型控制電路框圖。
控制電路與主電路必須在同相電源中工作。
參照圖1，一個(gè)主開關(guān)(1)和輔助開關(guān)(5)及限流電阻(6)組成為組合開關(guān)，其中輔助開關(guān)(5)串聯(lián)限流電阻(6)和主開關(guān)(1)相并聯(lián)，它的一端接在電網(wǎng)的一個(gè)相線上，另一端接在整流二極管(3)的陽極上，同時(shí)晶閘管(2)和輔助晶閘管(7)的陰極和整流二極管(3)的陽極相并聯(lián)，輔助晶閘管(7)的陽極通過串聯(lián)的限流電阻(8)并聯(lián)在開關(guān)晶閘管(2)的陽極和整流二極管(3)的陰極上，整流二極管(3)的陰極連接電力電容器(4)的一個(gè)極，電力電容器(4)的另一個(gè)極接電網(wǎng)的另一相線上。
參照圖2，一個(gè)與門(9)的兩個(gè)輸入端，一個(gè)接△Q檢測電路(16)的控制電平，一個(gè)接電壓過零脈沖發(fā)生器(14)的輸出端。與門(9)的輸出端連接驅(qū)動(dòng)器(10)的輸入端，同時(shí)連接一個(gè)單穩(wěn)電路(12)，驅(qū)動(dòng)器(10)的輸出端連接輔助晶閘管(7)的控制極，另一個(gè)與門(13)的的兩個(gè)輸入端，一個(gè)接單穩(wěn)電路(12)的輸出端，一個(gè)連接電壓峰值脈沖發(fā)生器(15)的輸出端，與門(13)的輸出端連接驅(qū)動(dòng)器(11)的輸入端，驅(qū)動(dòng)器(11)的輸出端連接開關(guān)晶閘管(2)的控制極。
開關(guān)晶閘管(2)和整流二極管(3)的額定電流為主回路電流的1／2倍，輔助晶閘管(7)的額定電流為主回路電流的1／10倍至1／20倍，輔助開關(guān)(5)的額定電流是主回路電流1／20至1／40倍。
操作時(shí)，將將組合開關(guān)(1)、(5)、(6)合上該裝置即投入電網(wǎng)中運(yùn)行，本實(shí)用新型也適合在防閃爍技術(shù)方面應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一個(gè)由開關(guān)、整流二極管、晶閘管和電力電容器組成的功率因數(shù)自動(dòng)調(diào)整裝置。其特征是開關(guān)(1)還與一個(gè)輔助開關(guān)(5)及一個(gè)串聯(lián)在輔助開關(guān)(5)上的限流電阻(6)相并聯(lián)，整流二極管(3)與開關(guān)晶閘管(2)還與一個(gè)輔助晶閘管(7)及一個(gè)串聯(lián)在輔助晶閘管(7)上的限流電阻(8)相并接，在極性連接上，二個(gè)晶閘管(2)、(7)的陰極與整流二極管(3)的陽極為同一方向，二個(gè)晶閘管(2)、(7)的陽極與整流二極管(3)的陰極為同一方向，開關(guān)晶閘管(2)和輔助晶閘管(7)被二個(gè)與門(9)、(13)，二個(gè)驅(qū)動(dòng)器(10)、(11)，一個(gè)單穩(wěn)電路(12)、電壓過零脈沖發(fā)生器(14)、電壓峰值脈沖發(fā)生器(15)及△Q檢測電路(16)組成的控制電路所控制，晶閘管(2)、(7)的控制極分別與控制電路的G1和G2連接。
2.按權(quán)利要求
1規(guī)定的裝置，其特征是開關(guān)晶閘管(2)或整流二極管(3)的額定電流容量是輔助晶閘管(7)額定電流容量的10至20倍，開關(guān)(1)是輔助開關(guān)(5)額定電流容量的20至40倍。
3.按權(quán)利要求
1、2規(guī)定的裝置，其特征是限流電阻(6)與輔助開關(guān)(5)和開關(guān)(1)組裝成一體，合閘的程序是先合輔助開關(guān)(5)后合主開關(guān)(1)。
專利摘要
本實(shí)用新型提供了一種改進(jìn)的電力網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償裝置—低能耗動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償器。它適合于高、低壓配電系統(tǒng)。該裝置與常見的動(dòng)態(tài)功率因數(shù)補(bǔ)償裝置相比較的特點(diǎn)是，增加了一個(gè)輔助開關(guān)、將兩個(gè)限流電阻和一個(gè)輔助晶閘管及其控制電路，但省掉笨重的、損耗有功功率的電抗器。該裝置具有體積小重量輕、節(jié)約電能、節(jié)省金屬材料、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J3/18GK85200850SQ85200850
公開日1986年10月29日 申請日期1985年10月18日
發(fā)明者周寧 申請人:周寧導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan