专利名称：一种三相电力平衡和波形修正节电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种三相电力平衡和波形修正节电装置，属于节电技术领域。
背景技术：
我国工业企业普遍存在用电效率低下和电能质量不高问题，影响用电设备的正常和安全运行，也造成电能严重浪费，这种现象将严重影响我国经济的持续发展。以上状况的主要表现为:(I)三相电力不平衡电网中三相电压和电流不平衡现象普遍存在。三相电流不平衡将导致零序电流过大和相负荷超过变压器的额定值，线损和铁损增加，使变压器产生涡流而发热，甚至烧毁变压器；三相电压不平衡会影响各相用电设备的安全运行，故障几率增加。(2)大量非线性设备的使用造成高次谐波超标，使电网的电流波形产生畸变，电力品质下降，影响用电设备的正常和安全运行。(3)功率因素低下，无功电流太大使变压器的额定负荷增大，线损和铁损增加。(4)冲击性负荷和用电设备的经常启停带来瞬流、浪涌使电力不稳，不仅无效电力增加，而且还影响用电设备的稳定运行以及精度和寿命。目前解决以上问题的常用设备一般有电抗器、无功补偿设备、电力滤波器，这些设备功能单一，节电效果不好，投资效率不高。
发明内容为了提高电质量和用电效率，本发明提供一种三相电力平衡和波形修正节电装置。本发明采用的技术方案是:三相电力平衡和波形修正节电装置包括箱体、固定在箱体内部的三轴铁芯、主线圈1、主线圈I1、副线圈、PFC整流单元、三相桥式逆变单元、控制单元、输入接线端子、输出接线端子和调整端子盘；每相主线圈I和副线圈同轴，主线圈II按顺序置于相邻轴；PFC整流单元包含由IGBT或TGCT组成的三相桥式电路以及过流、短路保护元件；三相桥式逆变单元包含由IGBT或TGCT组成的三相桥式电路、L-C滤波电路以及过流、直通、短路保护元件；控制单元包含电压和电流信号采集元件、电压和电流实时监测电路、DSP实时补偿电流计算模块、SPWM和PWM控制信号生成电路、L-C滤波电路以及过流、直通和短路保护元件；输入接线端子分别与主线圈I上端、PFC整流单元电源输入端以及控制单元电压信号采集元件依次连接，主线圈I下端分别与主线圈II下端依次连接，主线圈II上端分别与副线圈下端、三相桥式逆变单元输出端、控制单元电流信号采集元件、输出接线端子依次连接，副线圈上端抽头与调整端子盘连接，PFC整流单元输出端与三相桥式逆变单元输入端连接，控制单元的控制信号输出端分别与PFC整流单元的控制信号输入端和三相桥式逆变单元的控制信号输入端依次连接，PFC整流单元、三相桥式逆变单元和控制单元的中性线连接端分别与输入接线端子连接。以上技术方案的有益效果是:1.该装置每相有两个主线圈，依次置于相邻两个铁芯轴，根据互感和电磁平衡原理可减轻三相电力不平衡的程度，并根据电抗原理可滤去高次谐波(主要是20次以上)。2.该装置采用电力电子技术，实时补偿三相基波电流以进一步消除三相电流的不平衡，实时补偿反向谐波电流以消除20次以下的谐波，修正畸变的电流波形，实时补偿无功电流以提高功率因数。3.该装置可根据对电能质量的使用要求(对三相电力平衡、各次谐波的含量要求和功率因素要求)智能化控制各种电流补偿量，使电能质量得到根本的改善，能耗降到最小程度。4.该装置副线圈可根据需要调整电抗和过剩电压，避免无效使用电力。5.该装置具有三相电力平衡调整、滤波、无功补偿、稳压和调压的综合功能，能耗低、投资费用低，占地空间小，可以比较经济地实现节电目的。
以下结合附图进行详细说明。
图1:本发明的结构图(I)箱体；⑵主线圈I ; (3)主线圈II ；⑷副线圈；(5) PFC整流单元；(6)三相桥式逆变单元；(7)控制单元；(8)输入接线端子；(9)输出接线端子；(10)调整端子盘；(11)三轴铁芯图2:本发明的原理图(2-1、2-2、2-3)主线圈 I ; (3-1、3_2、3_3)主线圈 II ; (4-1、4-2、4-3)副线圈；(5)PFC整流单元；(6)三相桥式逆变单元；(7)控制单元；(8-1、8-2、8-3、8-4)输入接线端子；(9-1、9-2、9-3)输出接线端子。
具体实施方式
在图1和图2中:1.三相电力平衡和波形修正节电装置包括箱体⑴、主线圈I (2)、主线圈II (3)、副线圈(4)、PFC整流单元(5)、三相桥式逆变单元(6)、控制单元(7)、输入接线端子(8)、输出接线端子(9)和调整端子盘(10)、三轴铁芯(11)，PFC整流单元(5)、三相桥式逆变单元
(6)、控制单元(7)、输入接线端子(8)、输出接线端子(9)和三轴铁芯(11)固定在箱体(I)内部，主线圈I (2)、主线圈II (3)、副线圈(4)和调整端子盘(10)安装在三轴铁芯(11)上，上述所有构件组成一个整体。2.上述所述的每相主线圈I和副线圈同轴，主线圈II按顺序置于相邻轴，即主线圈I (2_1)、主线圈II (3-3)和副线圈(4_1)同轴，主线圈I (2-2)、主线圈II (3-1)和副线圈(4-2)同轴，主线圈I (2-3)、主线圈II (3-2)和副线圈(4-3)同轴，6个主线圈全部相同，3个副线圈全部相同。3.上述所述的PFC整流单元(5)包含由IGBT或TGCT组成的三相桥式电路以及过流、短路保护元件。[0028]4.上述所述的三相桥式逆变单元(6)包含由IGBT或TGCT组成的三相桥式电路、L-C滤波电路以及过流、直通、短路保护元件。5.上述所述的控制单元(7)包含电压和电流信号采集元件、电压和电流实时监测电路、DSP实时补偿电流计算模块、SPWM和PWM控制信号生成电路、L-C滤波电路以及过流、直通和短路保护元件。6.上述所述的输入接线端子(8-1、8-2、8_3)分别与主线圈I (2-1、2_2、2_3)上端、PFC整流单元(5)电源输入端以及控制单元(7)电压信号采集元件依次连接，主线圈I (2-1、2-2、2-3)下端分别与主线圈II (3_1、3_2、3_3)下端依次连接，主线圈II (3_1、3_2、3-3)上端分别与副线圈(4-2、4-3、4-1)下端、三相桥式逆变单元(6)输出端、控制单元(7)电流信号采集元件、输出接线端子(9-1、9-2、9-3)依次连接，副线圈(4-1、4-2、4-3)上端抽头与调整端子盘(10)连接，PFC整流单元(5)的输出端与三相桥式逆变单元(6)输入端连接，控制单元(7)的控制信号输出端分别与PFC整流单元(5)的控制信号输入端和三相桥式逆变单元(6)的控制信号输入端依次连接；PFC整流单元(5)、三相桥式逆变单元(6)和控制单元(7)的中性线连接端分别与输入接线端子(8-4)连接。
权利要求1.一种三相电力平衡和波形修正节电装置，包括箱体(I)、主线圈I (2)、主线圈II (3)、副线圈(4)、PFC整流单元(5)、三相桥式逆变单元(6)、控制单元(7)、输入接线端子(8)、输出接线端子(9)和调整端子盘(10)、三轴铁芯(11)，其特征是:PFC整流单元(5)、三相桥式逆变单元(6)、控制单元(7)、输入接线端子(8)、输出接线端子(9)和三轴铁芯(11)固定在箱体⑴内部，主线圈I (2)、主线圈II (3)、副线圈(4)和调整端子盘(10)安装在三轴铁芯(11)上，上述所有构件组成一个整体。
2.根据I所述的一种三相电力平衡和波形修正节电装置，其特征是:每相主线圈I和副线圈同轴，主线圈II按顺序置于相邻轴，即主线圈I (2-1)、主线圈II (3-3)和副线圈(4-1)同轴，主线圈I (2-2)、主线圈II (3-1)和副线圈(4-2)同轴，主线圈I (2-3)、主线圈II (3-2)和副线圈(4-3)同轴，6个主线圈全部相同，3个副线圈全部相同。
3.根据I所述的一种三相电力平衡和波形修正节电装置，其特征是:PFC整流单元(5)包含由IGBT或TGCT组成的三相桥式电路以及过流、短路保护元件。
4.根据I所述的一种三相电力平衡和波形修正节电装置，其特征是:三相桥式逆变单元(6)包含由IGBT或TGCT组成的三相桥式电路、L-C滤波电路以及过流、直通、短路保护元件。
5.根据I所述的一种三相电力平衡和波形修正节电装置，其特征是:控制单元(7)包含电压和电流信号采集元件、电压和电流实时监测电路、DSP实时补偿电流计算模块、SPWM和PWM控制信号生成电路、L-C滤波电路以及过流、直通和短路保护元件。
6.根据I所述的一种三相电力平衡和波形修正节电装置，其特征是:输入接线端子(8-1、8-2、8-3)分别与主线圈I (2-1、2-2、2-3)上端、PFC整流单元(5)电源输入端以及控制单元(7)电压信号采集元件依次连接，主线圈I (2-1、2-2、2-3)下端分别与主线圈II (3-1、3-2、3-3)下端依次连接，主线圈II (3_1、3_2、3_3)上端分别与副线圈(4_2、4_3、4-1)下端、三相桥式逆变单元(6)输出端、控制单元(7)电流信号采集元件、输出接线端子(9-1、9-2、9-3)依次连接，副线圈(4-1、4-2、4-3)上端抽头与调整端子盘(10)连接，PFC整流单元(5)的输出端与三相桥式逆变单元(6)输入端连接，控制单元(7)的控制信号输出端分别与PFC整流单元(5)的控制信号输入端和三相桥式逆变单元(6)的控制信号输入端依次连接；PFC整流单元(5)、三相桥式逆变单元(6)和控制单元(7)的中性线连接端分别与输入接线端子(8-4)连接。
专利摘要一种三相电力平衡和波形修正节电装置，包括箱体、固定在箱体内部的三轴铁芯、主线圈Ⅰ和Ⅱ、副线圈、PFC整流单元、三相桥式逆变单元、控制单元、输入接线端子、输出接线端子和调整端子盘；每相主线圈Ⅰ和Ⅱ跨相邻两个铁芯柱，可减轻三相电力不平衡的程度，滤去高次谐波；采用电力电子技术，实时补偿三相电流以进一步消除三相电流的不平衡和高次谐波，补偿无功电流；可根据对电能质量的使用要求智能化控制各种电流补偿量，使电能质量得到根本的改善，能耗降到最小程度，避免无效使用电力；具有能耗低、投资费用少，占地空间小，可比较经济地实现节电目的。
文档编号H02J3/26GK203056596SQ20132006104
公开日2013年7月10日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者周荣迁, 范庆峰, 陈明友, 范庆利 申请人:北京京泓中电环保科技有限公司