专利名称：智能型静止式进相器用环流检测及控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电气检测和控制技术领域，涉及一种智能型静止式进相器用环流 检测及控制装置，是一种对于智能型静止式进相器中的主功率器件一交交变流器工作时 所产生的环流的检测及控制的装置。
背景技术：
智能型静止式进相器是一种专为大中型功率绕线式异步电动机设计制作的就地 无功功率补偿设备。它的工作原理是绕线式异步电动机在运行时，智能型静止式进相器串 接在电动机的转子回路中工作，同时为它提供由智能型静止式进相器中交交变流器电源产 生与转子同频率的电流，加在电动机转子回路中，从而改变电动机转子电流和转子电压的 相位关系，通过磁场变化达到改变电动机定子电流和电压的相位关系，使电动机功率因数 提高，定子电流下降，提高电动机的使用效率，改善电动机的运行状况，达到使用智能型静 止式进相器进行就地无功补偿的目的。智能型静止式进相器中交交变流器是设备中最主要 的大功率部分，因设备长期大电流连续运行易产生高温度，使交交变流器中主要器件晶闸 管和控制器易损坏，易产生环流，环流就是指交交变流器中因器件损坏造成电气回路内部 短接使电气回路产生大电流，环流产生时其工作电流成倍增长，电气回路中不正常的大电 流可能烧坏设备，导致电动机的转子回路开路，电动机停止转动。智能型静止式进相器的交交变流器部分是由380V/6 IlV主电源变压器、12只大 功率晶闸管、电抗器等器件组成，其中主电源变压器380V原边接工厂电网，副边6 IlV接 晶闸管和电抗器至电动机三相转子。智能型控制器根据外部信号输入端送来相关信息控制 晶闸管开通，使产生的电流与转子的感应电压频率和相位相同，达到补偿功率因数的目的。 绕线式异步电动机一般情况下运行在“亚同步”状态，根据负载的不同转速有所变化，其感 应电压频率在1 4赫兹之间变化，主电源变压器(功率一般为10 35KW)副边大电流的 变化也在这个频率范围(1 4赫兹)内变化。在出现环流后其频率不变，但电流确成倍增 加，而此电流不是直流也不是标准的交流，它是一种频率很低、电流很大、电压较小的非交 流值，此值的测量方法一般是采用霍尔传感器，但在实际应用中采用霍尔传感器测量此非 交流值时存在很多不足，特别有环流产生时更是如此，主要是霍尔传感器由于安装在电流 很大、温度很高的母排上，极易损坏，其次是设备正常运行时就有几百上千安的电流(接近 霍尔传感器的额定值)，当出现环流时，电流会更大，易造成过量程，使测量值不准确而导致 控制失误。传统进相器中主功率器件交交变流器采用霍尔传感器方式检测环流，也就是检 测主电源变压器副边的非标准交流值，这种检测方法存在结构复杂、准确率低以及因工作 温度高致使测量时可靠性较低等缺点。
发明内容本实用新型的目的就是针对上述进相器主功率器件交交变流器采用霍尔传感器 方式检测环流所存在的不足之处，提供一种采用交流电流互感器检测交交变流器的环流并
3可控制进相器环流的装置。本实用新型的技术解决方案是一种智能型静止式进相器用环流检测及控制装 置，包括交交变流器、交流电流互感器、智能型控制器，交交变流器由主电源变压器(Bi)、大 功率晶闸管、电抗器、保护用电容、保护用电阻以及输出到电动机转子的三相母排等零部件 组成，交流电流互感器安装在主电源变压器原边上，通过传输导线与智能型控制器相连接， 智能型控制器与380V主电源相连接，并设置了外部信号输入端的接口、智能型控制信号输 出端的接口以及连接交交变流器的晶闸管触发用信号输出端的接口，其主要特征是在交 交变流器中的主电源变压器原边上装配交流电流互感器和智能型控制器，检测和控制交交 变流器的环流。本实用新型技术解决方案中所述的交交变流器，其主电源变压器(Bi)的主电源 变压器副边的电流发生变化时，主电源变压器原边的端电流也发生变化，其原理在于主电 源变压器原边与主电源变压器副边的关系式为mxil =N2XI2，式中N1、Il为主电源 变压器原边的匝数和电流；N2、12为主电源变压器副边的匝数和电流。由于主电源变压器 (Bi)中的主电源变压器原边及主电源变压器副边的线圈匝数均为定数，根据主电源变压器 原边与主电源变压器副边的关系式，主电源变压器副边产生环流时的电流变化可换算出主 电源变压器原边的电流变化，且具有线性变化关系，故在大功率晶闸管等器件因故障产生 环流时，交交变流器的主电源变压器副边会产生很大的非标准交流电流，主电源变压器的 原边也产生较大的交流标准电流，该电流值可用交流电流互感器检测，并能将测量值传递 到智能型控制器，由智能型控制器对环流进行控制。本实用新型技术解决方案中所述的交流电流互感器，由于该器件安装在主电源变 压器的原边上，交交变流器产生环流时，主电源变压器原边的大电流变化，可通过交流电流 互感器测量并变换成0-5A的交流电流信号进行输出，将此交流电流信号通过传输导线送 至智能型控制器进行处理和控制。本实用新型技术解决方案中所述的智能型控制器，该器件由单片机和相关外围硬 件电路的接口组成，主要是处理相关的外围信号并控制智能型静止式进相器的工作过程。 该器件可根据智能型静止式进相器功率大小的不同设定环流值的起控点，并与交流电流互 感器传来的信号进行比较处理实现环流控制的目的。本实用新型的有益效果是由于装置系采用交流电流互感器检测交交变流器中主 电源变压器原边上的环流状况，并根据检测结果进行控制，装置结构简单、检测控制灵敏、 可靠性高、运行安全、价格低廉，克服了采用霍尔传感器方式检测环流所存在的结构复杂、 准确率低、可靠性差的不足之处。
下面，结合附图对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型结构示意图。图中1、智能型控制器，2、传输导线，3、交流电流互感器，4、380V主电源，5、交交 变流器，6、主电源变压器原边，7、主电源变压器副边，8、大功率晶闸管，9、电抗器，10、保护 用电容，11、保护用电阻，12、输出到电动机转子的三相母排，13、外部信号输入端，14、智能 型控制器信号输出端，15、晶闸管触发用信号输出端。
具体实施方式
如图1所示，由主电源变压器(Bi)、大功率晶闸管(8)、电抗器(9)、保护用电容 (10)、保护用电阻(11)以及输出到电动机转子的三相母排(12)组成交交变流器(5)。智能 型控制器(1)、传输导线(2)、交流电流互感器(3)、380V主电源(4)、外部信号输入端(13)、 智能型控制器信号输出端(14)、晶闸管触发用信号输出端(15)组成智能型控制器控制系 统。当大功率晶闸管(8)出现故障，即交交变流器(5)出现故障而产生环流时，连接大功率 晶闸管(8)的主电源变压器副边(7)会产生很大的电流，主电源变压器原边(6)也会出现 很大的电流，主电源变压器原边(6)上的电流变化可通过380V主电源(4)由交流电流互感 器(3)检测，检测到的电流变化信号经传输导线(2)传送到智能型控制器(1)，并与由外部 信号输入端(13)输入的信号进行比较处理后，由智能型控制器(1)中的智能型控制器信号 输出端(14)输出并执行控制，可避免装置中的交交变流器(5)因长期大电流通过，由于过 温而造成设备烧毁事故。
权利要求一种智能型静止式进相器用环流检测及控制装置，包括交交变流器(5)、交流电流互感器(3)、智能型控制器(1)，交交变流器(5)由主电源变压器(B1)、大功率晶闸管(8)、电抗器(9)、保护用电容(10)、保护用电阻(11)以及输出到电动机转子的三相母排(12)组成，交流电流互感器(3)安装在主电源变压器原边(6)上，通过传输导线(2)与智能型控制器(1)相连接，智能型控制器(1)与380V主电源(4)相连接，并设置了外部信号输入端(13)的接口、智能型控制信号输出端(14)的接口以及连接交交变流器(5)的晶闸管触发用信号输出端(15)的接口，其主要特征是在交交变流器(5)中的主电源变压器原边(6)上装配交流电流互感器(3)和智能型控制器(1)，检测和控制交交变流器(5)的环流。
专利摘要本实用新型涉及一种智能型静止式进相器用环流检测及控制装置，包括交交变流器、交流电流互感器、智能型控制器，交交变流器由主电源变压器(B1)、大功率晶闸管、电抗器、保护用电容、保护用电阻以及输出到电动机转子的三相母排等零部件组成，交流电流互感器安装在主电源变压器原边上，通过传输导线与智能型控制器相连接，智能型控制器与380V主电源相连接，并设置信号输入、输出接口以及晶闸管触发用信号输出接口，其主要特征是采用交流电流互感器检测交交变流器的环流。装置结构简单、检测控制灵敏、可靠性高、运行安全、价格低廉，解决了采用传统的霍尔传感器方式检测环流所存在的结构复杂、准确率低、可靠性差的问题。
文档编号G01R15/18GK201733274SQ20102010025
公开日2011年2月2日 申请日期2010年1月25日 优先权日2010年1月25日
发明者敖君山, 李新洲, 王怡华 申请人:大禹电气科技股份有限公司