專(zhuān)利名稱(chēng)：智能型增容補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種繞線式異步電動(dòng)機(jī)智能型增容補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
繞線式異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備有自激式進(jìn)相器、各種類(lèi)型靜止式進(jìn)相器、 變負(fù)載進(jìn)相器、電容補(bǔ)償?shù)取Ｗ约な竭M(jìn)相器用在一種特種電機(jī)上，以提高大、中型三相繞線式異步電機(jī)的功率因數(shù)。自激式進(jìn)相器適合于恒轉(zhuǎn)短場(chǎng)合，在一定的條件下能提高主電機(jī)效率和過(guò)載能力等特點(diǎn)。自激式進(jìn)相器機(jī)構(gòu)只有一個(gè)類(lèi)似于直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子，用軸承支撐， 在換向器上有三組電刷，彼此間相差120°電度角。由于換向器是轉(zhuǎn)動(dòng)部件。存在怕灰塵、 壽命短、維修成本高等缺點(diǎn)。靜止式進(jìn)相器是采用交一交變頻技術(shù)，為大中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)难b置。交一交變頻裝置串接于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路，通過(guò)改善轉(zhuǎn)子電流波形來(lái)提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，但由于其中大功率晶閘管組件一直通過(guò)較大電流，而其主要部件晶閘管散熱差，造成發(fā)熱量大，損耗大，晶間管損壞率高維護(hù)困難等缺陷。變負(fù)載進(jìn)相器是在靜止式進(jìn)相器基礎(chǔ)上的改進(jìn)，通過(guò)對(duì)定子電流取樣反饋來(lái)檢測(cè)電機(jī)負(fù)載情況，根據(jù)電機(jī)負(fù)載情況調(diào)整觸發(fā)信號(hào)，改變交一交變頻器中晶閘管的導(dǎo)通角，以適應(yīng)電機(jī)在不同負(fù)載情況下所需的補(bǔ)償量。(1)由于大功率晶閘管組件直接串在轉(zhuǎn)子回路中，在負(fù)載發(fā)生變化需要調(diào)節(jié)補(bǔ)償量時(shí)，需改變晶閘管的導(dǎo)通角，這樣就切削了轉(zhuǎn)子電流的某一周期中的波形，從而導(dǎo)致定子電流不穩(wěn)定或波動(dòng)。(2)轉(zhuǎn)子回路的電流及峰值電壓可又串入其中的晶閘管產(chǎn)生很大的干擾。大功率晶閘管組件體積大、發(fā)熱大、散熱差，損耗大。(4)觸發(fā)信號(hào)需要的功耗較大。電容器補(bǔ)償是將電容器與電動(dòng)機(jī)并聯(lián)連接運(yùn)行，成本較低，運(yùn)行穩(wěn)定。但不能從根本上改善電機(jī)工作參數(shù)，更不能適應(yīng)負(fù)載突然變化的場(chǎng)合。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述設(shè)備的各種缺陷，提出一種避免對(duì)電網(wǎng)污染和干擾，能適應(yīng)各種繞線電機(jī)負(fù)載工況，電力電子部件發(fā)熱量極小，增容及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果好的智能型增容補(bǔ)償裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是智能型增容補(bǔ)償裝置是電機(jī)轉(zhuǎn)子電流相位傳感器輸出接嵌入式CPU微處理器的輸入端，定子電流和電壓的相位及幅值變送器輸出接CPU微處理器的輸入端，嵌入式CPU微處理器的輸出端經(jīng)變頻模塊組件接隔離變換系統(tǒng)中的三相變壓器的原邊，三相變壓器的副邊接隔離變換系統(tǒng)中的主回路接觸器，主回路接觸器串入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的變頻模塊組件由六只晶閘管模塊和六只小型平波電抗器組成，其中每只晶閘管模塊內(nèi)部集成兩只晶閘管，過(guò)壓保護(hù)器RVl兩端分別接六只晶閘管模塊VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6的電源輸入端，六只晶閘管模塊VT1、VT2、VT3.VT4.VT5和VT6的輸出端分別與六只小型平波電抗器Li、L2、L3、L4、L5和L6連接，每?jī)芍恍⌒推讲娍蛊鞯拇?lián)接點(diǎn)分別通過(guò)兩個(gè)過(guò)壓保護(hù)器RV2和RV3輸入隔離變換系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案中所述的隔離變換系統(tǒng)由三相變壓器和主回路接觸器構(gòu)成，其中三相變壓器接成Y/Y、Y/ Δ或Δ / Y三種方式，主回路接觸器串接在三相變壓器副邊繞組上或副邊繞組的星點(diǎn)上。本實(shí)用新型主要采用嵌入式CPU微處理器，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)由模擬轉(zhuǎn)化為數(shù)字化， 提交了實(shí)時(shí)跟蹤、處理的能力。采用了小型一體化晶閘管模塊及電抗器，使整個(gè)裝置的體積大為減小，發(fā)熱量極小，一體化晶閘管模塊功能控制功率減小，一體化晶閘管模塊和電機(jī)轉(zhuǎn)子回路利用三相變壓器相隔離，不產(chǎn)生對(duì)電網(wǎng)污染和避免被干擾，耗損及損壞率極低，最終確保電機(jī)過(guò)載率和功率因數(shù)穩(wěn)定提高，降低電機(jī)溫升延長(zhǎng)使用壽命。

圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)組成方框圖。圖2為本實(shí)用新型電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，轉(zhuǎn)子電流相位傳感器4將檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子電流的相位及幅值信號(hào)和由定子電流及電壓的相位及幅值變送器5檢測(cè)到的定子電流及電壓的相位及幅值信號(hào)同時(shí)送入嵌入式CPU微處理器1，經(jīng)雙閉環(huán)PID系統(tǒng)高速運(yùn)算，根據(jù)所需的功率因數(shù)和增容的幅值輸出微信號(hào)至變頻模塊組件2，變頻模塊組件2輸出和轉(zhuǎn)子頻率、相位幅值適當(dāng)?shù)碾妱?shì)至隔離變換系統(tǒng)3中的三相變壓器6的原邊，經(jīng)三相變壓器6隔離變換至副邊接入主回路接觸器7，主回路接觸器7串入電機(jī)轉(zhuǎn)子回路，從而實(shí)現(xiàn)提高電機(jī)過(guò)載能力及功率因數(shù)，降低定子溫升及損耗。變頻模塊系統(tǒng)2主要由驅(qū)動(dòng)部分、一體化晶閘管模塊9和小型平波電抗器組成，晶閘管模塊9共六只，其中每只晶閘管模塊9內(nèi)部集成兩只晶閘管，小型平波電抗器共六只，電源L、N連接到過(guò)壓保護(hù)器RV1兩端，過(guò)壓保護(hù)器RV1兩端分別連接到六只晶閘管模塊VI\、VT2、VT3> VT4, VT5和VT6的電源輸入端，六只晶閘管模塊VI\、VT2、VT3、VT4, VT5 和VT6的輸出端分別與六只小型平波電抗器Lp L2, L3、L4、L5和L6連接，每?jī)芍恍⌒推讲娍蛊鞯拇?lián)接點(diǎn)通過(guò)兩個(gè)過(guò)壓保護(hù)器RV2和RV3接隔離變換系統(tǒng)3的三相變壓器6的原邊， 具體是小型平波電抗器L1和L2的串聯(lián)接點(diǎn)通過(guò)過(guò)壓保護(hù)器RV2輸入隔離變換系統(tǒng)3，小型平波電抗器L3和L4的串聯(lián)接點(diǎn)通過(guò)過(guò)壓保護(hù)器RV2和RV3輸入隔離變換系統(tǒng)3，小型平波電抗器L5和L6的串聯(lián)接點(diǎn)通過(guò)過(guò)壓保護(hù)器RV3輸入隔離變換系統(tǒng)3。變頻模塊系統(tǒng)2通過(guò) CPU處理器系統(tǒng)1輸出的觸發(fā)信號(hào)交替導(dǎo)通，將工頻交流電源變換為與轉(zhuǎn)子同頻的交流電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)完成交流電源的幅值的調(diào)節(jié)，以改變所加電動(dòng)勢(shì)的幅值。平波電抗器吸收頻率交換時(shí)產(chǎn)生的諧波，以防止環(huán)流的產(chǎn)生。隔離變換系統(tǒng)3由一臺(tái)三相變壓器6和主回路接觸器7組成。三相變壓器6的原邊將變頻模塊系統(tǒng)2的變頻、調(diào)相、調(diào)幅和轉(zhuǎn)子電流相適應(yīng)的控制電流，經(jīng)副邊隔離變換到主回路接觸器7，主回路接觸器7串入電機(jī)轉(zhuǎn)子回路。變壓器可接成Y/Y、￥/厶或厶八三種方式，主回路接觸器7串接在三相變壓器6副邊繞組上或副邊繞組的星點(diǎn)上。工作原理嵌入式CPU微處理1，由轉(zhuǎn)子電流的相位傳感器4、定子電流及電壓的相
4位及幅值變送器5、參數(shù)顯示及參數(shù)調(diào)整8、輸入輸出濾波10、嵌入式單片機(jī)11組成。參數(shù)顯示及參數(shù)調(diào)整8和輸入輸出濾波10接嵌入式單片機(jī)11，參數(shù)顯示及參數(shù)調(diào)整8由數(shù)碼管和按鍵相互連接組成；其工作過(guò)程是定子電流、電壓的相位及幅值經(jīng)檢測(cè)隔離變送至CPU 微處理器1，經(jīng)CPU微處理器1內(nèi)部硬件及軟件運(yùn)算出實(shí)時(shí)功率因數(shù)和設(shè)定的功率因數(shù)比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出和轉(zhuǎn)子電流同頻、異相的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)調(diào)整的控制信號(hào)控制變頻模塊組件2，變頻模塊組件2輸出經(jīng)過(guò)調(diào)整的電量通過(guò)隔離變換系統(tǒng)3變換后加入電機(jī)轉(zhuǎn)子回路，經(jīng)過(guò)調(diào)整后的電機(jī)運(yùn)行參數(shù)再次反饋至CPU微處理器1，形成一個(gè)閉環(huán)PID系統(tǒng)，使功率因數(shù)穩(wěn)定在設(shè)定值上。同時(shí)定子電流及電壓的相位及幅值變送器5所反饋的定子電流信號(hào)與CPU處理器1內(nèi)部整定的定子電流值進(jìn)行比較，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，定子電流<整定值， 經(jīng)CPU處理器1控制對(duì)轉(zhuǎn)子補(bǔ)償量減小，降低定子電流；反之定子電流>整定值，經(jīng)CPU處理器1控制對(duì)轉(zhuǎn)子補(bǔ)償量加大，降低定子電流。這樣形成另一路閉環(huán)PID系統(tǒng)，使補(bǔ)償量適時(shí)跟蹤負(fù)載變化，穩(wěn)定提交電機(jī)過(guò)載能力。
權(quán)利要求1.一種智能型增容補(bǔ)償裝置，其特征是電機(jī)轉(zhuǎn)子電流相位傳感器(4)輸出接嵌入式 CPU微處理器(1)的輸入端，定子電流和電壓的相位及幅值變送器(5)輸出接CPU微處理器 (1)的輸入端，嵌入式CPU微處理器(1)的輸出端經(jīng)變頻模塊組件(2)接隔離變換系統(tǒng)(3) 中的三相變壓器(6)的原邊，三相變壓器(6)的副邊接隔離變換系統(tǒng)(3)中的主回路接觸器 (7)，主回路接觸器(7)串入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型增容補(bǔ)償裝置，其特征是所述的變頻模塊組件(2)由六只晶閘管模塊(9)和六只小型平波電抗器組成，其中每只晶閘管模塊(9)內(nèi)部集成兩只晶閘管，過(guò)壓保護(hù)器RVl兩端分別接六只晶閘管模塊VTl、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6的電源輸入端，六只晶閘管模塊VT1、VT2、VT3、VT4、VT5和VT6的輸出端分別與六只小型平波電抗器L1、L2、L3、L4、L5和L6連接，每?jī)芍恍⌒推讲娍蛊鞯拇?lián)接點(diǎn)分別通過(guò)兩個(gè)過(guò)壓保護(hù)器RV2和RV3輸入隔離變換系統(tǒng)(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型增容補(bǔ)償裝置，其特征是所述的隔離變換系統(tǒng)(3)由三相變壓器(6)和主回路接觸器(7)構(gòu)成，其中三相變壓器(6)接成Y/Y、Y/ Δ或Δ / Y三種方式，主回路接觸器(7)串接在三相變壓器(6)副邊繞組上或副邊繞組的星點(diǎn)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型的名稱(chēng)是智能型增容補(bǔ)償裝置，涉及無(wú)功補(bǔ)償裝置，具體地是涉及一種繞線式異步電動(dòng)機(jī)增容補(bǔ)償裝置。它主要是解決已知的自激式進(jìn)相器怕灰塵、壽命短、維修成本高，靜止式進(jìn)相器和變負(fù)載進(jìn)相器散熱差，損耗大，電容補(bǔ)償不能適應(yīng)負(fù)載變化的問(wèn)題。本實(shí)用新型電機(jī)轉(zhuǎn)子電流相位傳感器輸出接嵌入式CPU微處理器的輸入端，定子電流和電壓的相位及幅值變送器輸出接CPU微處理器的輸入端，嵌入式CPU微處理器的輸出端經(jīng)變頻模塊組件接隔離變換系統(tǒng)中的三相變壓器的原邊，三相變壓器的副邊接隔離變換系統(tǒng)中的主回路接觸器，主回路接觸器串入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路。本實(shí)用新型體積小，發(fā)熱量低，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染和干擾，耗損及損壞率低。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202231668SQ201120376150
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者胡澤坤, 黃增國(guó) 申請(qǐng)人:襄樊展宇電氣有限公司