专利名称：交流电动机智能滤波及无功补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种动态无功补偿滤波装置，尤指一种针对交流电动机智能滤波及无功补偿装置。
背景技术：
如何更有效的节能已经是目前各行业都在关注的问题，有效合理的使用能源是促进企业发展，提高企业经济增长质量，增加效益的有效途径。在工矿企业中，各种生产机械设备大多是由电机提供动力的，因此重视电机节电有重大实际意义。油田、矿山、化工、建材、电梯等行业场合采用的电机在实际运行中经常处于轻载、空载状态，其功率因数普遍较低，这就增加了线损和电机本身损耗。在规定的用电范围内，凡负载的功率因数低于电网规定的功率因数时，用户就必须进行无功补偿，以提高负载的功率因数，保证电网和负荷高效经济运行。 加入无功补偿措施能带来很多好处，如减少线路损失，提高供配电的负荷能力，降低线路电压的损失，改善用户设备运行条件，减少用户电费支出，提高企业的经济效益。电机在运行中依靠磁场传递进行能量转换而工作，属感性负荷，工作过程会产生的大量谐波电流对电网造成污染，进一步增加损耗。长期以往不仅影响线路负载的寿命，而且造成大量电能的无用耗费。按供电要求进行的补偿大部分采用集中固定式补偿，不能根据用电负荷的变化及时的进行快速调整，由于电机通常处于线路的末端，导致线路上的电能损耗过大，补偿效果比较差。同时集中补偿往往控制电路简单，不能快速检测分析线路谐波含量，没有相应的谐波处理措施，不仅不能有效的控制谐波含量，还有可能进一步造成谐波被放大，影响电机及其他设备的安全使用及寿命。交流电动机智能滤波及无功补偿装置技术，它的基本工作原理是采用微电脑(microcontroller, MCU)逻辑程序控制技术,实时检测补偿对象的电压和电流、谐波分量，经高速信号处理器采样运算计算出各种电能参数；采用大功率、高耐压新型电子智能控制器为瞬间通断的开关元件，根据当前电机线路运行状态动态平滑切换补偿电容器与滤波电抗器，滤除电网中最大的谐波分量，提高功率因数，从而达到抑制谐波，补偿无功的目的。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种交流电动机智能滤波及无功补偿装置，通过微电脑逻辑程序控制技术控制大功率、高耐压、无噪音、长寿命新型电子智能控制器动态平滑切换电力补偿电容器及滤波电抗器，达到抑制谐波、补偿无功的目的。为实现所述目的，采用如下技术方案本实用新型提供的一种交流电动机智能滤波及无功补偿装置，包括电子智能控制电路、电能信号处理电路。电子智能控制电路包括有微处理器、电源控制接触器、电力电容器组、滤波电抗器、滤波信号采样电路、RS232通讯电路、隔离驱动电路、高压电子开关、液晶显示电路；电能信号处理电路包括，电能数字处理DSP芯片、电压互感器电路、电流互感器电路、信号处理电路、通讯接口。在电机动态无功补偿电路的三相输入回路上，装接有源电力滤波数字处理控制电路； 在电能处理芯片与电压采集电路上通过MCU通讯接口电路进行数据交换。在所述电子三相输入线路上A、B、C装接有电流互感器a、b、c、及电压监测电路，采集到的电流和电压信号通过电能数字处理芯片与微处理器进行数据处理。在以上所述的三相电路上接有另一采样系统，他通过互感器U、V、W、滤波电流电压采样电路、滤波电抗器、高压电子开关、电力电容器组、连接在一起。电流互感器u、v、w采集三相滤波电流，电压采样电路采集三相滤波电压后通过微处理器进行信号数据处理。经过微处理器进行数据比较运算后得出最佳滤波开关指令控制高压电子开关切换电力电容器组，最终达到一种理想的线性滤波电路模式。微电脑处理器将采集到理想线性滤波电路模式的信号进行解析、定性，然后根据当前电机线路运行状态进行动态平滑切换电力电容器与滤波电抗器，滤除电网中最大的谐波分量，提高功态平滑切换电力电容器与滤波电抗器，滤除电网中最大的谐波分量，提高功率因数，从而达到抑制谐波，补偿无功的目的。在电机动态无功补偿电路的三相输入回路上，装接有源电力滤波数字处理控制电路；在电能处理芯片2与电压采集电路上通过18MCU通讯接口电路进行数据交换。MCU18通讯接口的另一输入端与2电能数字处理器相对应的输出端连接。所述的电能数字处理芯片2的输入端和输出端分别与电压互感器15和电流互感器14相应的输出端和输入端连接。微处理器I的另一输入端与滤波电流米集电路3相应的输出端连接。隔离电路8的另一输出端与驱动电路7相对应的输入端连接。滤波电抗器4输出端与高压电子开关5相对应的输入端相连接。驱动电路7的另一输出端与高压电子开关5相对应的输入端连接。本实用新电机无功补偿装置经过高速信号处理器采样运算计算出各种电能参数；采用大功率、高速高耐压新型电子智能控制器为瞬间通断的开关元件，根据当前电机线路运行状态动态平滑切换补偿电容器与滤波电抗器，滤除电网中最大的谐波分量，提高功率因数，与传统的单纯依靠机械开关切换补偿电容的无功补偿技术相比，本装置不仅消除噪声污染而且节能效率有明显提高。
图I为本实用新型电机无功补偿控制电路框图。图2为本实用新型电能信号处理、动态无功补偿控制电路图。主要符号说明如下I、微处理器2、电能数字处理3、滤波电流电压采集电路4、滤波电抗器5、高压电子开关6、电力电容器组7、驱动模块电路8、隔离模块电路9、键盘10、LCD液晶屏幕11、风扇12、温度传感器13、电源接触器14、电流互感器15、电压互感器16、互感器17、时钟18、通讯接口[0024]19、(RS232)20、多路开关电源输出系统具体实施方式
参照图I。本实用新型提供的“交流电动机智能滤波及无功补偿装置”，采用电能数字处DSP芯片与微处理芯片，多种超压、过流、短路、过热等防护措施.他的工作原理包括以下电路。电源接触器13、微处理器I、时钟17、通讯接口 18、滤波电压电流电路3、电能数字处理2、电流互感器14、电压互感器15、互感器16、滤波电抗器4、隔离模块电路8、驱动模块电路7、高压电子开关5、电力电容器组6、键盘9、IXD液晶屏幕10、风扇11、温度传感器12、多路开关电源输出系统20、和(RS232) 19组成。微处理器I是电机动态无功补偿主要数据控制芯片。微处理器通过电能数字处理
2、滤波电压电流采集电路3、采集到三相主干线的交流电流信号、电压信号与滤波交流电流信号、电压信号，通过微处理器I进行分析处理。微处理器11连接时钟171即微处理器时钟由时钟模块的输出端171提供时钟信号。微处理器12连接滤波电压电流采集电路3。微处理器19连接通讯接口 182的输出端，通讯接口 181的输入端连接电能数字处理芯片28即微处理器通过通讯接口电路与电能数字处理芯片进行数据交换。电能数字处理芯片21、22、23连接电流互感器14的A、B、C，当电流互感器A、B、C采集到主干线的电流后经过电能数字处理芯片数据处理经过通讯接口的输出端传送到微处理器。时钟172连接电能数字处理芯片的27即电能数字处理芯片时钟由时钟模块的输出端172提供时钟信号。电能数字处理芯片的24、25、26分别连接电压互感器15的A、B、C。电压互感器采集到的电压传送到电能数字处理芯片进行数据分析处理。滤波电压电流采集电路32、33、34分别连接互感器16的U、V、W的电流后传送到微处理器进行处理。互感器U、V、W分别连接滤波电抗器的输入端端口 41、端口 42、端口 43，滤波电抗器4并接在三相输入电路上，滤波电抗器4的端口44、端口 45、端口 46经过电子开关5的端口 51、端口 52、端口 53与电力电容器组6的端口61、端口 62、端口 63连接。微处理器的输出端18与隔离电路的输入端82连接。隔离电路的输出端81与驱动电路的输入端72连接。驱动器的输出端71与滤波电抗器输入端47连接。驱动电路的输出端73连接高压电子开关的输入端57。驱动电路的输出端74连接电源接触器的输入端134。即微处理器输出控制信号经过隔离电路进行光电隔离后控制驱动电路驱动电源接触器通断，通过高压电子开关控制滤波电抗器与电力电容器组进行有效切换，以达到动态无功补偿与滤除谐波的目的。微处理器13连接RS232通讯电路19的191进行RS232接口电平的转换。微处理器14连接键盘91，进行键盘操作检测。微处理器15连接风扇111通过检测温度控制风扇运转。微处理器16连接温度传感器121，通过温度传感器检测箱体温度，控制风扇与超温报警。微处理器17连接IXD液晶触摸显示屏101用于数据显示与触摸操作。以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种交流电动机智能滤波及无功补偿装置，由三相输入线路A、B、C及其电压采集电路组成，其特征在于，还包括电能数字处理DSP芯片，检测当前线路的电力状态包括负载电机对线路造成的污染信号，在所述三相输入线路上A、B、C装接有电流互感器a、b、c、及电压采集电路，当采集到的电流和电压信号后通过电能数字处理芯片处理后通过通讯接口电路与微处理器进行数据交换；在三相电路补偿滤波回路上接有采样系统，它通过电流互感器u、v、w、滤波电抗器、高压电子开关、电力电容器组、电压采集电路、连接在一起，互感器u、v、W采集滤波补偿电流，电压采样电路采集滤波电压后通过微处理器进行信号处理，然后由微处理器通过隔离电路、驱动电路控制高压电子开关动态切换电力电容器组，最终达到理想的线性滤波及无功补偿。。
2.如权利要求I所述的交流电动机 智能滤波及无功补偿装置，其特征在于所述的通讯接口的另一输出端与微处理器相对应的输入端相连接。
3.如权利要求I所述的交流电动机智能滤波及无功补偿装置，其特征在于通讯接口的另一输入端与电能数字处理器相对应的输出端连接。
4.如权利要求I所述的交流电动机智能滤波及无功补偿装置，其特征在于所述的电能数字处理芯片的输入端和输出端分别与电压互感器相应的输出端和输入端连接。
5.如权利要求I所述的交流电动机智能滤波及无功补偿装置，其特征在于微处理器的另一输入端与滤波电流采集电路相应的输出端连接。
6.如权利要求I所述的交流电动机智能滤波及无功补偿装置，其特征在于隔离电路的另一输出端与驱动电路相对应的输入端连接。
7.如权利要求I所述的交流电动机智能滤波及无功补偿装置，其特征在于滤波电抗器输出端与高压电子开关相对应的输入端相连接。
8.如权利要求I所述的交流电动机智能滤波及无功补偿装置，其特征在于驱动电路的另一输出端与高压电子开关相对应的输入端连接。
专利摘要本实用新型的目的是要提供一种交流电动机智能滤波及无功补偿装置，通过微电脑逻辑程序控制技术控制大功率、高耐压、无噪音、长寿命新型电子智能控制器动态平滑切换电力补偿电容器及滤波电抗器，达到抑制谐波、补偿无功的目的。
文档编号H02J3/01GK202363906SQ201120430479
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者马爱刚 申请人:马爱刚