专利名称：万能静止式节能补偿装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于供电或配电的电路装置，具体涉及一种调整、消除或补偿无功功 率的万能静止式节能补偿装置。
背景技术：
现有的大、中型绕线式电机无功就地补偿设备有自激(旋转)式进相机，由于进相 机中的“整流子”结构存在转动部件，因而存在特别怕尘埃、寿命短、维修频繁等缺点，由于 未设有交_交变频技术和微机、可控硅控制技术，因而不能自动跟踪电机运行状态的变化 来自动调整相关参数，不能达到最佳的补偿效果。
发明内容本实用新型的发明目的在于提供一种补偿效果好、使用寿命长、具有软进相功能 的万能静止式节能补偿装置，以解决绕线电机在变负载工况下的无功补偿问题。本实用新型的技术解决方案是包括交流接触器KM1、进相切换接触器KM2、起动 切换接触器KM3、整流变压器Tl、交-直-交逆变器、断路器QFl、热过载继电器KR构成的 一次控制电路，交-直_交逆变器的三个输出端分别经进相切换接触器KM2、霍尔传感器 TAl-TA3与主电机M的相应的转子回路串接，进相切换接触器KM2输出端经起动切换接触 器KM3与起动柜连接；由进相指示电路、退相指示电路、允许进相联锁电路、进相/退相电 路、进相接触器电路、起动接触器电路、联锁保护电路、测量回路构成的二次控制电路，在进 相/退相电路中交流接触器KMl上并联时间继电器KT，所述的控制电路中还包括闭环式负 反馈微机控制电路。本实用新型是串接在电机转子回路中，通过改变转子电流与转子电压的相位关 系，进而改变电机定子电流与电压的相应关系，达到提高电机自身的功率因数和效率及过 载能力、降低电机定子电流、降低电机自身损耗的目的。本实用新型由于采用无转动部件的 “整流子”结构，因而具有不怕灰尘、可靠性高、使用寿命长、维修方便的特点，是理想的取代 自激式进相机的产品。本实用新型与现有技术相比具有以下特点1)采用了先进的交-交 变频技术和微机自动控制技术即闭环式负反馈微机控制电路，可自动跟踪电机负载运行 状态的变化，自动调整相关参数，从而使电机的无功补偿始终保持最佳的补偿效果，节能 降耗显著。2)降低电机定子电流10%-20%，降低线损、铜损20%-30%。3)节能降耗显著，进 相后可使电机功率因数提高到0. 95以上，节约无功功率80%以上，其卓越的补偿效果是普 通进相器无法与之相比拟的。4)具有软进相功能，电机及机械设备无冲击，延长了软进相 器和电机及机械设备的使用寿命。5)电机温升显著降低，过载能力及运行效率大大提高， 从而延长电机的使用寿命。6)自动跟踪电机运行工况的变化，自动调整叠加于转子回路中 附加电动势的幅值，自动调整相关参数，从而使电机的无功补偿始终保持最佳的补偿效果。 7)补偿特性优于电容和现有的进相器补偿，既提高了线路的功率因数，同时也提高了电机 自身的功率因数。8)具有故障自动保护功能，操作简单，维修保养不影响生产。本实用新型广泛适用于球磨机、轧钢机、压榨机、风机、水泵、破碎机、压缩机的绕线式异步电机的变负 载状态或者恒负载状态的就地补偿及其他所有的补偿。
图1为本实用新型控制系统的采样控制电路图；图2为本实用新型一次控制电路原理图；图3是散热风机电路图；图4是测量回路的电路图；图5是进相指示电路、退相指示电路、允许进相联锁电路、进相/退相电路部分的 控制电路图；图6是进相接触器电路的控制电路图；图7是起动接触器电路的控制电路图。
具体实施方式
如图1、图2所示。一次控制电路由断路器QF1、热过载继电器KR、交流接触器KM1、 整流变压器Tl、交-直-交逆变器3、起动切换接触器KM3、进相切换接触器KM2、主电机采 样控制电路1构成。整流变压器Tl为逆变器提供工作电压。交-直_交逆变器3由12只 晶体闸流管VTl—VT12、6只限流电抗器Ll一L6等构成。交-直-交逆变器3的三个输出 端分别经进相切换接触器KM2、霍尔传感器TAl—TA3与主电机M的相应的转子回路串接， 为主控板提供采集转子脉冲信号。进相切换接触器KM2输出端经起动切换接触器KM3与起 动柜2连接。主电机采样控制电路1由主电机M、隔离开关QS11、真空接触器或真空断路器 KMll或QF构成。六只限流电抗器Ll一L6抑制瞬间浪涌电流。主控板一套，有三块组成， 主板一块驱动板两块。二次控制电路由进相指示电路6、退相指示电路7、允许进相联锁电 路、进相/退相电路、进相接触器电路、起动接触器电路，联锁保护电路、测量回路5构成。图3所示为散热风机电路4，风机MF1、MF2为二至八个，为逆变器散热。图4所示为测量回路5的电路图。图5中所示，进相指示电路6，退相指示电路7，允许进相联锁电路8，进相/退相 电路9。进相指示电路6由交流接触器KM1、指示灯HLl组成。退相指示电路7由交流接触 器KM1、指示灯HL2组成。允许进相联锁电路8由高压柜一次合闸信号、软启动柜星点短接 信号、热过载继电器KR、中间继电器KAl组成。进相/退相电路9由按钮SB1、交流接触器 KMl、按钮SB2、中间继电器KAl、固态继电器FV、时间继电器KT组成，在进相/退相电路9中 交流接触器KMl上并联时间继电器KT，时间继电器KT为进相器提供软进相信号，固态继电 器FV为软进相器缺相保护。在进相过程中进相接触器投入后通过电路延时自动切除起动 接触器，通过软进相功能避免了对进相器交-直-交逆变器和电机及机械设备的二次冲击， 从而延长了进相器和电机及机械设备的使用寿命。图6中，进相接触器电路11由交流接触器KM1、中间继电器KA1、进相切换接触器 KM2、同步变压器T2组成，同步变压器T2为主控板提供电源及同步电压信号。图7中，起动接触器电路12由交流接触器KM1、起动切换接触器KM3、时间继电器 KT、进相切换接触器KM2组成。
4[0019]交-交变频技术和微机、可控硅控制技术为闭环式负反馈微机控制电路，主板通 过采集鉴频控制信号和转子脉冲信号由单片机处理后输出驱动指令至驱动板触发逆变器。本实用新型为柜体结构；操作、指示电器(指示灯、按钮、电流表、功率因数表)安装 在控制柜前门中上部，以便操作和观察。按功率器件散热需要特设有风道和风机。控制单 元以插接件形式安装，并设有脉冲指示，便于维修和迅速更换。控制柜为柜底进线形式，顶 部设有吊环，便于运输与安装。本实用新型通过380V/50HZ的工频电源经整流变压器输出8 14V左右电压，给逆 变器提供工作电压，同时主控板采集转子脉冲信号触发相应的可控硅，通过交-直-交逆变 器输出低频低压的电动势附加于转子绕组回路，通过改变转子电流与转子电压的相位角关 系，进而改变电机定子电流与电压的相应关系，达到提高电机自身的功率因数和效率及过 载能力、降低电机定子电流、降低电机自身损耗的目的。1、进相程序先合断路器QFl —退相指示灯HL2亮一起动切换接触器KM3吸 合后一启动主电机当星点接触器短接后一中间继电器KAl吸合一合上断路器QF2—检查主 控板指示灯工作状态正常后一固态继电器FV灯亮一按进相按钮SBl —交流接触器KMl吸 合一进相指示灯HLl亮一进相切换接触器KM2吸合一时间继电器KT延时设定IS —起动切 换接触器KM3断开。2、退相程序按退相按钮SB2 —交流接触器KMl断开一时间继电器KT断开一进相 切换接触器KM2断开一进相指示灯HLl灭一起动切换接触器KM3吸合一退相指示灯HL2亮 —停主电机M。3、联锁保护起动联锁把起动切换接触器KM3的319、321串联至一次开关柜合闸 回路，目的要先合起动切换接触器KM3再起动主电机M，防止电机在转子开路状态下起动。 停机联锁把进相切换接触器KM2、起动切换接触器KM3的311、313或315、317，根据停机按 钮常开或常闭任选一组接法，目的是当软进相器跳间后防止电机在转子开路状态下运行。本实用新型是通过适时检测电机的负载状态，根据电机的采样控制电路变化率判 断电机的负载大小，根据电机的采样控制电路变化率判断电机的负载大小，适时跟踪补偿 相位，自动调整叠加于转子回路中附加电动势的幅值，自动调整相关参数，从而使电机的无 功补偿始终保持最佳的补偿效果，节能降耗显著；使电机高效平稳运行，大大降低了电机的 温升，延长了电机的使用寿命。
权利要求一种万能静止式节能补偿装置，其特征在于包括交流接触器KM1、进相切换接触器KM2、起动切换接触器KM3、整流变压器T1、交 直 交逆变器、断路器QF1、热过载继电器KR构成的一次控制电路，交 直 交逆变器的三个输出端分别经进相切换接触器KM2、霍尔传感器TA1—TA3与主电机M的相应的转子回路串接，进相切换接触器KM2输出端经起动切换接触器KM3与起动柜连接；由进相指示电路、退相指示电路、允许进相联锁电路、进相/退相电路、进相接触器电路、起动接触器电路、联锁保护电路、测量回路构成的二次控制电路，在进相/退相电路中交流接触器KM1上并联时间继电器KT，所述的控制电路中包括闭环式负反馈微机控制电路。
专利摘要一种万能静止式节能补偿装置，包括交流接触器KM1、进相切换接触器KM2、起动切换接触器KM3、整流变压器T1、交-直-交逆变器、断路器QF1、热过载继电器KR构成的一次控制电路；交-直-交逆变器的三个输出端分别经进相切换接触器、霍尔传感器与主电机的相应的转子回路串接，进相切换接触器输出端经起动切换接触器与起动柜连接；由进相指示电路、退相指示电路、允许进相联锁电路、进相/退相电路、进相接触器电路、起动接触器电路、联锁保护电路等构成的二次控制电路，在进相/退相电路中交流接触器KM1上并联时间继电器KT。可适用于绕线式异步电机的变负载状态或者恒负载状态的就地补偿，具有使用寿命长、补偿效果好等特点。
文档编号H02H7/09GK201699424SQ201020186148
公开日2011年1月5日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者卢开明 申请人:襄樊恩特电气有限公司