專利名稱：變負(fù)載型進(jìn)相器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電氣設(shè)備領(lǐng)域內(nèi)，特別是可提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的變負(fù)載型進(jìn)相器。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，電機(jī)所耗電能占整個(gè)工業(yè)用電的60% 68%，電機(jī)等感性負(fù)載所引起的無功損耗是 電網(wǎng)無功損耗的主要來源，而大中型電機(jī)又是許多工礦企業(yè)的主要用電設(shè)備，因此，如何減少 大中型電機(jī)造成的無功損耗成為許多工業(yè)企業(yè)節(jié)能降耗的關(guān)鍵。目前，市場(chǎng)上常用的為靜止式 進(jìn)相器，其工作原理為電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，靜止式進(jìn)相器串接在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中，電動(dòng)機(jī) 運(yùn)行時(shí)采集轉(zhuǎn)子電流和同步電壓信號(hào)，經(jīng)微處理器CPU處理后給可控硅發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，由可控 硅組成的交一交變流器將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率的電源，加在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，改變 轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，通過磁場(chǎng)進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)定子電流和定子電壓的相位關(guān)系， 減小功率因數(shù)角，提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)。但是，如果應(yīng)用在軋鋼機(jī)、穿孔機(jī)中，由于靜止式進(jìn) 相器在電機(jī)負(fù)載頻繁變化的情況下無法適時(shí)調(diào)整狀態(tài)致使不能達(dá)到同樣理想的補(bǔ)償效果。國(guó)內(nèi) 外科研機(jī)構(gòu)及相關(guān)電氣企業(yè)一直將變負(fù)載工況的無功補(bǔ)償作為攻關(guān)難題，但收效甚微。 發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有進(jìn)相器無法自動(dòng)跟蹤電機(jī)負(fù)載變化的問題，本實(shí)用新型提供一種變負(fù)載型進(jìn)相 器，能夠自動(dòng)跟蹤負(fù)載變化情況，根據(jù)負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)，使其補(bǔ)償效果無論在何 種負(fù)載狀況下始終保持在理想的補(bǔ)償狀態(tài)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是進(jìn)退相機(jī)構(gòu)分別與電機(jī)、起動(dòng)器連接，
起動(dòng)器通過進(jìn)退相機(jī)構(gòu)改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的電流，轉(zhuǎn)子信號(hào)采集系統(tǒng)一端與電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，采集
轉(zhuǎn)子電流信號(hào)，另一端與單片機(jī)連接，將電流信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中；信息采集系統(tǒng)分別與低壓 交流電源、單片機(jī)、電機(jī)的定子相連，采集工頻電壓提供的同步信號(hào)，將信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中； 單片機(jī)經(jīng)過觸發(fā)控制系統(tǒng)與可控硅變頻裝置連接，觸發(fā)控制系統(tǒng)通過單片機(jī)發(fā)出觸發(fā)指令經(jīng)過 觸發(fā)控制系統(tǒng)的放大控制可控硅變頻裝置；可控硅變頻裝置的兩端分別與進(jìn)退相機(jī)構(gòu)、低壓交 流電源連在一起，將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率；進(jìn)退相控制分別與進(jìn)退相機(jī)構(gòu)、單片機(jī) 連接。子技術(shù)以及低頻調(diào)幅、調(diào)相、調(diào)頻技術(shù)將50Hz 的低壓交流電動(dòng)勢(shì)變換成與繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子電流同頻率的電勢(shì)附加在電機(jī)轉(zhuǎn)子上，改變轉(zhuǎn)子電 流的相位，同時(shí)根據(jù)電機(jī)定子電流以及功率因數(shù)的大小，調(diào)整附加電勢(shì)的幅值，用于改變轉(zhuǎn)子 電流的大小，以適應(yīng)負(fù)載的變化，達(dá)到動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電機(jī)功率因數(shù)的目的，
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，可自動(dòng)跟蹤負(fù)載變化，使得進(jìn)相器在輕載和重載均達(dá)到最佳 的補(bǔ)償效果，能夠?qū)㈦姍C(jī)功率因數(shù)提高到0.95以上，電機(jī)電流下降15% 30%，降低電機(jī)溫升。 解決了當(dāng)前變負(fù)載工況下無功補(bǔ)償?shù)碾y題，使得相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)成本大幅降低，填補(bǔ)了變負(fù) 載工況下無功功率補(bǔ)償技術(shù)的空白。

圖l為本實(shí)用新型原理框圖2為本實(shí)用新型電流向量圖。
具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型串接在電機(jī)l轉(zhuǎn)子回路中。進(jìn)退相機(jī)構(gòu)3分別與電機(jī)1、起動(dòng)器2連 接，起動(dòng)器2通過進(jìn)退相機(jī)構(gòu)3改變電機(jī)1轉(zhuǎn)子的電流，轉(zhuǎn)子信號(hào)采集系統(tǒng)9一端與電機(jī)1的轉(zhuǎn)子 相連，采集轉(zhuǎn)子電流信號(hào)，另一端與單片機(jī)8連接，將電流信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)8中；信號(hào)采集系 統(tǒng)7分別與低壓交流電源5、單片機(jī)8、電機(jī)l的定子相連，采集工頻電壓提供的同步信號(hào)，將信 號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)8中；單片機(jī)8經(jīng)過觸發(fā)控制系統(tǒng)6與可控硅變頻裝置4連接，觸發(fā)控制系統(tǒng)6通 過單片機(jī)8發(fā)出觸發(fā)指令經(jīng)過觸發(fā)控制系統(tǒng)6的放大控制可控硅變頻裝置4;可控硅變頻裝置4的 兩端分別與進(jìn)退相機(jī)構(gòu)3、低壓交流電源5連在一起，將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率；進(jìn)退 相控制10分別與進(jìn)退相機(jī)構(gòu)3、單片機(jī)8連接。
當(dāng)電機(jī)l運(yùn)行進(jìn)相時(shí)，轉(zhuǎn)子信息采集系統(tǒng)9通過轉(zhuǎn)子采集轉(zhuǎn)子電流信號(hào)，信息采集系統(tǒng)7采 集工頻電壓提供的同步信號(hào)，電流信號(hào)、同步信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)8的處理，適時(shí)發(fā)出觸發(fā)指令經(jīng) 過觸發(fā)控制系統(tǒng)6的觸發(fā)板的放大，控制由12只晶閘管組成的可控硅變頻裝置4，可控硅變頻裝 置4使進(jìn)退相機(jī)構(gòu)3工作，將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率，并將相位超前的電勢(shì)疊加到電機(jī) l轉(zhuǎn)子回路中，改變轉(zhuǎn)子電流的相位，根據(jù)電機(jī)l定子電流以及功率因數(shù)的大小，調(diào)整附加電勢(shì) 的幅值，改變轉(zhuǎn)子電流的大小，適應(yīng)負(fù)載的變化，達(dá)到動(dòng)態(tài)補(bǔ)償電機(jī)功率因數(shù)的目的。
電流信號(hào)、同步信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)8的處理，也可直接經(jīng)過進(jìn)退相控制3使進(jìn)退相機(jī)構(gòu)10動(dòng)作， 以補(bǔ)償電機(jī)功率因數(shù)。
如圖2所示，圖中U:電壓向量；II:定子電流向量；12:轉(zhuǎn)子電流向量；Im:激磁電流向量；lie:定子電流額定向量；I2e:轉(zhuǎn)子電流額定向量；①l:電機(jī)額定功率因 數(shù)角；①2:補(bǔ)償后功率因數(shù)角。
從向量圖可看出，當(dāng)進(jìn)相器的電勢(shì)疊加在轉(zhuǎn)子回路后，轉(zhuǎn)子電流的相位變?yōu)閳D中的I2，由 于負(fù)載不變，激磁電流Im不變，此時(shí)的定子電流I1由關(guān)系式I1-Im+I2從向量圖可得出II，如 圖所示。從圖中可以看出Il的功率因數(shù)角和幅值都比Ile小，說明電機(jī)的功率因數(shù)有所提高， 定子電流有所下降。變負(fù)載進(jìn)相器就是這樣改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，通過磁場(chǎng)進(jìn) 而改變電機(jī)定子電流與定子電壓的相位關(guān)系，減小功率因數(shù)角，最終使電機(jī)本身的功率因數(shù)得 以提高，定子電流得以下降，達(dá)到對(duì)電機(jī)補(bǔ)償?shù)哪康摹?br> 權(quán)利要求1、一種變負(fù)載型進(jìn)相器，進(jìn)退相機(jī)構(gòu)(3)分別與電機(jī)(1)、起動(dòng)器(2)連接，起動(dòng)器通過進(jìn)退相機(jī)構(gòu)改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的電流，其特征在于轉(zhuǎn)子信息采集系統(tǒng)(9)一端與電機(jī)(1)的轉(zhuǎn)子相連，采集轉(zhuǎn)子電流信號(hào)，另一端與單片機(jī)(8)連接，將電流信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)(8)中；信息采集系統(tǒng)(7)分別與低壓交流電源(5)、單片機(jī)(8)、電機(jī)(1)的定子相連，采集工頻電壓提供的同步信號(hào)，將信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)(8)中；單片機(jī)(8)經(jīng)過觸發(fā)控制系統(tǒng)(6)與可控硅變頻裝置(4)連接，觸發(fā)控制系統(tǒng)(6)通過單片機(jī)(8)發(fā)出觸發(fā)指令經(jīng)過觸發(fā)控制系統(tǒng)(6)的放大控制可控硅變頻裝置(4)；可控硅變頻裝置(4)的兩端分別與進(jìn)退相機(jī)構(gòu)(3)、低壓交流電源(5)連在一起，將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率。
2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的變負(fù)載型進(jìn)相器，其特征在于進(jìn)退相控制(10)分別與進(jìn)退 相機(jī)構(gòu)(3)、單片機(jī)(8)連接。
專利摘要一種變負(fù)載型進(jìn)相器，轉(zhuǎn)子信號(hào)采集系統(tǒng)一端與電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連，采集轉(zhuǎn)子電流信號(hào)，另一端與單片機(jī)連接，將電流信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中；信息采集系統(tǒng)分別與低壓交流電源、單片機(jī)、電機(jī)的定子相連，采集工頻電壓提供的同步信號(hào)，將信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)中；單片機(jī)經(jīng)過觸發(fā)控制系統(tǒng)與可控硅變頻裝置連接，觸發(fā)控制系統(tǒng)通過單片機(jī)發(fā)出觸發(fā)指令經(jīng)過觸發(fā)控制系統(tǒng)的放大控制可控硅變頻裝置；可控硅變頻裝置的兩端分別與進(jìn)退相機(jī)構(gòu)、低壓交流電源連在一起，將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率。本實(shí)用新型可自動(dòng)跟蹤負(fù)載變化，使得進(jìn)相器在輕載和重載均達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果，能夠?qū)㈦姍C(jī)率因數(shù)提高到0.95以上，電機(jī)電流下降15％～30％，降低電機(jī)溫升。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201417954SQ20092008708
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者張玉彬, 明 李, 李二亭, 猛 金 申請(qǐng)人:湖北中科電氣有限公司