專利名稱：靜止進相器的制作方法
技術領域：
用于繞線式三相交流電動機無功功率補償，屬電工技術領域。
交流繞線式異步電動機在額定工況下運行時功率因數(shù)只有0.8～0.9，需要進行無功功率補償。目前，國內(nèi)外無功功率補償主要方式是在電動機轉(zhuǎn)子回路中串接進相裝置來實現(xiàn)就地補償，而現(xiàn)有的進相裝置采用整流子旋轉(zhuǎn)電機，由主電機轉(zhuǎn)子三相電流供給激磁，由拖動電機拖動工作。由于是通過電刷有觸點接觸，損耗大，影響了工作壽命；旋轉(zhuǎn)電機又特別怕灰塵，對環(huán)境要求很高，因此不適宜在某些特殊多灰的環(huán)境中推廣應用；同時旋轉(zhuǎn)式進相器結構復雜、制造困難，規(guī)格較少，很難選擇到能與電動機達到最佳配合，所以使用后電動機的功率因數(shù)提高受到限制，一般只能提高到0.95左右。
本實用新型的發(fā)明目的在于設計制造一種新型的無觸點進相器，變旋轉(zhuǎn)式為靜止式，使之在性能、價格、可靠性、維護等方面均優(yōu)于旋轉(zhuǎn)電機式，以利于更廣泛地推廣應用到各種特殊環(huán)境中。
為實現(xiàn)這樣的發(fā)明目的，本發(fā)明人通過多種方案的比較與試驗驗證，應用交一交變頻器原理，設計了一種由取樣環(huán)節(jié)、交一交變頻器、限流電抗器和觸發(fā)電路四部份組成的靜止進相器。

圖1為靜止進相器主回路的電原理圖。進相器每相的取樣環(huán)節(jié)由兩只電流互感器LD1、LD2和一只電容器C構成。互感器LD1原邊經(jīng)頻敏變阻器BP串接于交流繞線式電動機D的三相轉(zhuǎn)子回路，互感器LD1的副邊接互感器LD2的原邊，在LD2的副邊并聯(lián)電容器C。取樣環(huán)節(jié)的功能是取得轉(zhuǎn)子電流升降訊號Uz，采用兩只電流互感器，可以有效地減小并聯(lián)電容器的容量。交一交變頻器由每相四個可控硅K1、K2、K3、K4，三相共十二只可控硅共接一個單相變壓器SB構成。可控硅K1、K2陽極相連，正向電流導通，可控硅K3、K4陰極相連，反向電流導通。由于三相公用一個50HZ交流補償電源，不但使變壓器的結構大為簡化，而且使變壓器的總容量大為縮小，是用三個變壓器的六分之一。交一交變頻器的功能是把交流50HZ電網(wǎng)電壓變換成一個與轉(zhuǎn)子電流頻率相同且相位滯后90°的電壓。為防止主電路內(nèi)因各種原因可能產(chǎn)生的大小環(huán)流，在每相回路中增設兩只相同的無氣隙限流電抗器DL，一只設置于正向電流流經(jīng)回路，另一只設置于反向電流流經(jīng)回路。因為每相的兩個電抗器在任何時刻總有一個不流過電流，可以看作交流電抗器，電感量大，可減少電抗器制造成本。圖中J1、J2、J3均為接觸器。當接觸器J1斷開，J2閉合，J3打開時，電動機D串接頻敏變阻器起動，J1閉合，啟動結束。當J2斷開，J3同時閉合時，電動機串接進相器投入工作，進行無功功率補償。
圖2為靜止進相器的觸發(fā)電路圖。觸發(fā)電路的作用是在轉(zhuǎn)子電流升降訊號Uz，電源同步電壓Ud以及超前Ud約30°的脈沖電壓Um的控制下，取得按規(guī)定程序變化的觸發(fā)電壓，以此觸發(fā)交一交變頻器的十二只可控硅，使之完成上述的功能、即把交流50HZ的電網(wǎng)電壓變換成一個與轉(zhuǎn)子電流頻率相同且相位滯后90°的電壓。圖2中表示出一相的工作情況，變壓器TB輸出端取出的電壓Ud經(jīng)放大器F輸出后，一路作為每相異或門A的輸入端，另一路轉(zhuǎn)換成超前Ud約30°的脈沖電壓Um。異或門A的另一個輸入訊號是從主回路取樣環(huán)節(jié)輸出的轉(zhuǎn)子電流升降訊號Uz。同步電壓Ud和轉(zhuǎn)子電流升降訊號Uz經(jīng)異或門輸出，與脈沖電壓Um一起控制由與非門組成的RS觸發(fā)器，輸出到主電路可控硅K1、K2、K3、K4的觸發(fā)極。
本實用新型應用交一交變頻器原理，結構形式為無觸點，使用安全，性能可靠。電路參數(shù)可以根據(jù)不同的實際需要來調(diào)節(jié)，可與電動機達到最佳配合，使功率因數(shù)提高到0.98以上，如有必要，安全可以提高到1，能有效地減少電動機供電線路的電壓損失及電力損耗，克服了旋轉(zhuǎn)式進相器怕灰的缺點，可以在水泥等行業(yè)多灰的工況下工作，適用范圍更廣。由于線路設計緊湊合理，其制造成本不會高于旋轉(zhuǎn)式進相機，也有利于推廣應用。
下面是本實用新型的一個實施例。靜止進相器的主回路如圖1所示，其中每相四個可控硅K1、K2、K3、K4型號為KP－300A，500V，三相共有十二個，共接單相變壓器SB為400V／12V，6KVA，電流互感器LD1匝比為600／5，LD2匝比為100／0.1，限流電抗器共6只，均為6V，20V，靜止進相器的觸發(fā)電路如圖2所示，變壓器TB用BKC－25，380V／7V，放大器F為LM324，異或門用CD4077，與非門組均采用MC14011，線路中R1＝2.7k，R2＝6.8k，R3＝R4＝R6＝R7＝R8＝1k，R5＝R9＝20K，C1為2μf、40V，C2為10n，160V，所有元器件都安裝在一個控制柜內(nèi)。電動機參數(shù)為額定功率PH＝380KW，未補償時功率因數(shù)cosφ＝0.85，接入靜止進相器工作后，功率因數(shù)>0.98，運行情況正常。
權利要求1.一種靜止進相器，由取樣環(huán)節(jié)，交一交變頻器、限流電抗器、觸發(fā)電路四部分組成，其特征在于每相取樣環(huán)節(jié)由兩只電流互感器LD1、LD2和一只電容器C構成，互感器LD1原邊串接于繞線式交流電動機D的三相轉(zhuǎn)子回路，副邊接互感器LD2的原邊，在互感器LD2的副邊并聯(lián)電容器C，交一交變頻器由每相四個可控硅K1、K2、K3、K4，三相共十二只可控硅共接一個單相變壓器SB構成，可控硅K1、K2陽極相連，K3、K4陰極相連，每相回路中設置兩只相同的限流電抗器DL，一只設置于正向電流流經(jīng)回路，一只設置于反向電流流經(jīng)回路。
專利摘要一種靜止進相器，用于繞線式三相交流電動機無功功率補償。結構形式為無觸點，每相采用四只可控硅，三相共用一個單相變壓器構成交-交變頻器，取樣環(huán)節(jié)由兩只互感器和一只電容器構成，并在電路中雙向設置了限流電抗器防止內(nèi)部環(huán)流。結構簡單合理、參數(shù)容易調(diào)節(jié)、能與電動機達到最佳配合，適用范圍廣泛、節(jié)能高效。
文檔編號G05F1/70GK2201694SQ94239249
公開日1995年6月21日 申請日期1994年8月24日 優(yōu)先權日1994年8月24日
發(fā)明者唐琨良 申請人:上海東屋電器有限公司