專(zhuān)利名稱(chēng)：自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，尤其涉及自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置。
背景技術(shù)：
MCR無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)，市場(chǎng)上已廣泛應(yīng)用，但MCR無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)算法方法仍停留在早期的均方根算法上，先進(jìn)一點(diǎn)的用移相算法方法，近年也有采用傅式算法的，而這些算法方法至少都需要一個(gè)周波且算法復(fù)雜，占用控制系統(tǒng)資源多，因此響應(yīng)時(shí)間慢，在無(wú)功頻繁突變環(huán)境下補(bǔ)償速度達(dá)不到要求(如弧光焊機(jī)等)。而MCR無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)中的磁控電抗器是一種純滯后模型設(shè)備，時(shí)間響應(yīng)慢。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型有必要提供一種響應(yīng)速度較佳的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其利用兩采樣點(diǎn)算法能補(bǔ)償磁控電抗器滯后特性，減少造成動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，提高無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定性。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其用于補(bǔ)償母線上的無(wú)功功率，其包括:三個(gè)磁閥式電抗器，其輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個(gè)電性連接的磁閥式電抗器之間引出線而連接至母線；處理器，其電流、電壓采樣端與該母線電性連接，其三個(gè)控制端分別連接該三個(gè)電磁式電抗器的控制極而控制該三個(gè)電磁式電抗器的導(dǎo)通；扼流圈，其一端電性連接于母線；以及電容，其一端電性連接于該扼流圈的另一端，其另一端電性接地。作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，每個(gè)磁閥式電抗器包括:電感LI，其中一個(gè)固定端電性作為磁閥式電抗器的一個(gè)對(duì)外連接端；電感L2，其一端電性連接于該對(duì)外連接端；二極管D，其陽(yáng)極電性連接于該電感LI的另一個(gè)固定端，其陰極電性連接于該電感L2的另一端；晶閘管Tl，其陽(yáng)極電性連接于該電感LI的抽頭K1，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應(yīng)控制極；電感L3，其中一個(gè)固定端電性連接于二極管D的陽(yáng)極，其另一個(gè)固定端作為磁閥式電抗器的另一個(gè)對(duì)外連接端；電感L4，其一端電性連接于該二極管D的陰極，其另一端電性連接于該另一個(gè)對(duì)外連接端；晶閘管T2，其陽(yáng)極電性連接于該電感L3的抽頭K2，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應(yīng)控制極。[0017]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該處理器包括電壓與電流采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)化電路、勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器以及控制器，該電壓與電流采樣電路的一端與母線電性連接，該電壓與電流采樣電路的另一端與該模數(shù)轉(zhuǎn)化電路的一端電性連接，該模數(shù)轉(zhuǎn)化電路的另一端電性連接于該控制器，該控制器還電性連接于該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器的一端，該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器的另一端電性連接于該三個(gè)磁閥式電抗器。[0018]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器與該控制器之間采用光纖通信。[0019]優(yōu)選地，該處理器還包括HMI模塊，HMI模塊與控制器電性連接實(shí)現(xiàn)菜單顯示和鍵盤(pán)輸入。[0020]優(yōu)選地，該處理器還包括保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)模塊，保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)模塊與控制器電性連接。[0021]本實(shí)用新型利用兩采樣點(diǎn)算法能補(bǔ)償磁控電抗器滯后特性，減少造成動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，提高無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定性。


[0022]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0023]圖2為圖1中處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0024]圖3為圖1中自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的磁閥式電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖，也是A相電抗器繞組勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)的原理圖。[0025]圖4為圖1中自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的指針定義圖。[0026]圖5為圖1中自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的采樣曲線示意圖。[0027]主要符號(hào)說(shuō)明:磁閥式電抗器I ;處理器2 ;扼流圈3 ;電容4 ;母線5 ;電壓與電流采樣電路21 ;模數(shù)轉(zhuǎn)化電路22 ;控制器23 ；HMI模塊24 ;勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器25 ;保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)26 ；電感L1、L2、L3、L4 ;抽頭K1、K2 ;二極管D ;晶閘管Tl、Τ2。
具體實(shí)施方式
[0028]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。[0029]請(qǐng)參閱圖1，其為本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置包括三個(gè)磁閥式電抗器1、處理器2、扼流圈3以及電容4。[0030]三個(gè)磁閥式電抗器I的輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個(gè)電性連接的磁閥式電抗器I之間引出線而連接至母線5。[0031 ] 處理器2的電流、電壓采樣端與該母線5電性連接，其三個(gè)控制端分別連接該三個(gè)電磁式電抗器I的控制極而控制該三個(gè)電磁式電抗器I的導(dǎo)通。[0032]扼流圈3的一端電性連接于母線5，電容4的一端電性連接于該扼流圈3的另一端，電容4的另一端電性接地。[0033]請(qǐng)結(jié)合圖2，該處理器2包括電壓與電流采樣電路21、模數(shù)轉(zhuǎn)化電路22、勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器25、HMI模塊24、保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)26以及控制器23。該電壓與電流采樣電路21的一端與母線5電性連接，該電壓與電流采樣電路21的另一端與該模數(shù)轉(zhuǎn)化電路22的一端電性連接，該模數(shù)轉(zhuǎn)化電路22的另一端電性連接于該控制器23，該控制器23還電性連接于該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器25的一端，該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器25的另一端電性連接于三個(gè)磁閥式電抗器I?？刂破?3通過(guò)IOKV母線5上的電流電壓采樣，經(jīng)過(guò)不完全微分PID算法輸出勵(lì)磁變流器25的導(dǎo)通角脈沖，經(jīng)過(guò)光纖傳輸給勵(lì)磁變流器25從而控制磁控電抗器(即磁閥式電抗器I)的無(wú)功輸出量，達(dá)到調(diào)節(jié)IOkv母線5無(wú)功功率的目的。電容4的作用是為IOKV母線5提供容性無(wú)功。電壓電流采樣模塊(即電壓與電流采樣電路21)主要由電流互感器和電壓互感器組成采樣電路，電壓互感器和電流互感器均采用北京霍遠(yuǎn)公司的霍爾傳感器型號(hào)為H0P205,作用是將電網(wǎng)上的電壓電流采集到AD轉(zhuǎn)化模塊。AD轉(zhuǎn)化模塊使用MAXim公司的14位MAX128AD芯片，該芯片把采集到的電壓電流量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量再傳送給DSP處理。DSP采用的是TI公司的TMS320F2812DSP，該DSP具有浮點(diǎn)運(yùn)算，150MHZ的時(shí)鐘，把數(shù)據(jù)運(yùn)算處理后，通過(guò)不完全微分PID算法控制輸出導(dǎo)通角脈沖并通過(guò)光纖耦合到磁閥式電抗器I的晶閘管上，完成整個(gè)系統(tǒng)的控制。保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)模塊26與控制器23電性連接，保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)模塊26用于監(jiān)測(cè)主電源系統(tǒng)電路狀態(tài)，主要包含過(guò)流保護(hù)，過(guò)壓保護(hù)，超溫保護(hù)，控制器23保留這三種保護(hù)的輸入輸出節(jié)點(diǎn)，一旦出現(xiàn)保護(hù)，控制器23的輸入節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)信號(hào)，對(duì)應(yīng)的輸出節(jié)點(diǎn)輸出保護(hù)信號(hào)。HMI模塊24與控制器23電性連接，HMI模塊24主要是菜單顯示和鍵盤(pán)輸入，起到人機(jī)交互的作用。請(qǐng)結(jié)合圖3，每個(gè)磁閥式電抗器I包括:電感LI，其中一個(gè)固定端電性作為磁閥式電抗器I的一個(gè)對(duì)外連接端A，可以連接母線5也可以連接另一個(gè)磁閥式電抗器I ;電感L2，其一端電性連接于該對(duì)外連接端A ;二極管D，其陽(yáng)極電性連接于該電感LI的另一個(gè)固定端，其陰極電性連接于該電感L2的另一端；晶閘管Tl，其陽(yáng)極電性連接于該電感LI的抽頭K1，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器2的相應(yīng)控制極；電感L3，其中一個(gè)固定端電性連接于二極管D的陽(yáng)極，其另一個(gè)固定端作為磁閥式電抗器I的另一個(gè)對(duì)外連接端X ;電感L4，其一端電性連接于該二極管D的陰極，其另一端電性連接于該另一個(gè)對(duì)外連接端X ;晶閘管T2，其陽(yáng)極電性連接于該電感L3的抽頭K2，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器2的相應(yīng)控制極。圖3其實(shí)是一種全波整流電路。抽頭K1、二極管D構(gòu)成晶閘管Tl正弦上半波電壓；抽頭K2、二極管D構(gòu)成晶閘管T2正弦下半波電壓，二極管D是續(xù)流二極管。晶閘管Tl與T2的導(dǎo)通是由光纖接收控制器23的導(dǎo)通角觸發(fā)脈沖來(lái)觸發(fā)導(dǎo)通的，晶閘管Tl與T2的導(dǎo)通角越大勵(lì)磁變流器25輸出的電流就越大，磁控電抗器(即磁閥式電抗器I)輸出量就越大，提供給IOKV母線5的無(wú)功就越大；反之，導(dǎo)通角越小提供給IOKV母線5的無(wú)功就越小。該部分主要實(shí)現(xiàn)自勵(lì)磁式的磁閥式電抗器I的取電、整流、勵(lì)磁。目前在電能質(zhì)量無(wú)功補(bǔ)償算法中，采用補(bǔ)償無(wú)功的算法有均方根公式算法、數(shù)字移相法、傅式算法(Fourior)、和現(xiàn)在流行的瞬時(shí)無(wú)功算法等，下面分別列出這些算法的采樣點(diǎn)計(jì)算公式:[0039]1)、均方根公式算法:
權(quán)利要求1.一種自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其用于補(bǔ)償母線上的無(wú)功功率，其特征在于，其包括: 三個(gè)磁閥式電抗器，其輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個(gè)電性連接的磁閥式電抗器之間引出線而連接至母線； 處理器，其電流、電壓采樣端與該母線電性連接，其三個(gè)控制端分別連接該三個(gè)電磁式電抗器的控制極而控制該三個(gè)電磁式電抗器的導(dǎo)通； 扼流圈，其一端電性連接于母線；以及 電容，其一端電性連接于該扼流圈的另一端，其另一端電性接地。
2.如權(quán)利要求1所述的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其特征在于，每個(gè)磁閥式電抗器包括: 電感LI，其中一個(gè)固定端電性作為磁閥式電抗器的一個(gè)對(duì)外連接端； 電感L2，其一端電性連接于該對(duì)外連接端； 二極管D，其陽(yáng)極電性連接于該電感LI的另一個(gè)固定端，其陰極電性連接于該電感L2的另一端； 晶閘管Tl，其陽(yáng)極電性連接于該電感LI的抽頭K1，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應(yīng)控制極； 電感L3，其中一個(gè)固定端電性連接于二極管D的陽(yáng)極，其另一個(gè)固定端作為磁閥式電抗器的另一個(gè)對(duì)外連接端； 電感L4，其一端電性連接于該二極管D的陰極，其另一端電性連接于該另一個(gè)對(duì)外連接端； 晶閘管T2，其陽(yáng)極電性連接于該電感L3的抽頭K2，其陰極電性連接于該電感L2的另一端，其控制極電性連接于該處理器的相應(yīng)控制極。
3.如權(quán)利要求1所述的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其特征在于，該處理器包括電壓與電流采樣電路、模數(shù)轉(zhuǎn)化電路、勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器以及控制器，該電壓與電流采樣電路的一端與母線電性連接，該電壓與電流采樣電路的另一端與該模數(shù)轉(zhuǎn)化電路的一端電性連接，該模數(shù)轉(zhuǎn)化電路的另一端電性連接于該控制器，該控制器還電性連接于該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器的一端，該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器的另一端電性連接于該三個(gè)磁閥式電抗器。
4.如權(quán)利要求3所述的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其特征在于，該勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)器與該控制器之間采用光纖通信。
5.如權(quán)利要求3所述的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其特征在于，該處理器還包括HMI模塊，HMI模塊與控制器電性連接實(shí)現(xiàn)菜單顯示和鍵盤(pán)輸入。
6.如權(quán)利要求3所述的自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其特征在于，該處理器還包括保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)模塊，保護(hù)反饋驅(qū)動(dòng)模塊與控制器電性連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種自勵(lì)磁磁控電抗器無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，其用于補(bǔ)償母線上的無(wú)功功率，其包括三個(gè)磁閥式電抗器，其輸入、輸出端首尾相接而呈三角形連接方式，其中兩個(gè)電性連接的磁閥式電抗器之間引出線而連接至母線；處理器，其電流、電壓采樣端與該母線電性連接，其三個(gè)控制端分別連接該三個(gè)電磁式電抗器的控制極而控制該三個(gè)電磁式電抗器的導(dǎo)通；扼流圈，其一端電性連接于母線；以及電容，其一端電性連接于該扼流圈的另一端，其另一端電性接地。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于能補(bǔ)償磁控電抗器滯后特性，減少造成動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定性差的特點(diǎn)，提高無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)H02J3/18GK203071584SQ201320080908
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月21日
發(fā)明者李瑜 申請(qǐng)人:安徽天沃電氣技術(shù)有限公司