[發(fā)明專利]功率因數(shù)自動補償裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610064637.2
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101212140A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翁世芳;莊宗仁;李俊
• 申請（專利權(quán)）人: 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率因數(shù)自動補償裝置，尤其涉及一種用于三相交流電網(wǎng)的功率因數(shù)自動補償裝置。

背景技術(shù)

三相交流電網(wǎng)是我國供電系統(tǒng)中十分重要的供電網(wǎng)絡(luò)，其廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、日常生活中。直接掛載在三相交流電網(wǎng)上的通常是一些大型用電設(shè)備，比如機床等。這些大型用電設(shè)備一般采用電動機將來自三相交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為其他形式的輸出能。在所述轉(zhuǎn)換操作過程中，電動機中的線圈使三相交流電網(wǎng)的相電流的相位滯后于相電壓。所述電流滯后相位的余弦值被稱為功率因數(shù)。

在交流電學(xué)理論中，相電壓與相電流的乘積為理想意義上提供給電動機的功率，稱為視在功率。相電壓、相電流及功率因數(shù)三者的乘積為電動機實際利用的功率，稱為有功功率。實際工作中，電動機利用的有功功率比視在功率小，這是由于電動機消耗了部分電能所造成的。為了降低電能的浪費，有必要提高有功功率。理論上，當(dāng)功率因數(shù)等于1時，有功功率等于視在功率。為了使有功功率盡量達到這種理想狀態(tài)，需要提高功率因數(shù)。

目前，一般采用補償法來提高功率因數(shù)。所述補償法的主要原理為：將電容掛載在電動機之前的電網(wǎng)上；利用電容的儲電特性，使得在電動機之前，相電壓的相位滯后于相電流；當(dāng)電動機的線圈對相電流的相位產(chǎn)生滯后效應(yīng)時，產(chǎn)生的電流滯后相位得到之前電壓滯后相位的補償；由此所述電流滯后相位將減小，而功率因數(shù)將增大。

對于上述補償法，存在兩種實施方式：靜態(tài)補償及動態(tài)補償。所謂靜態(tài)補償，首先對所需補償?shù)墓β室驍?shù)進行分析，其次對應(yīng)于分析結(jié)果計算出需采用的電容大小，之后將所需電容掛載至三相交流電網(wǎng)上。所謂動態(tài)補償，首先對所需補償?shù)墓β室驍?shù)進行分析，其次對應(yīng)于分析結(jié)果設(shè)定出所需采用的電容的大小范圍，之后將位于所述范圍內(nèi)的多個不同大小的電容通過開關(guān)掛載在三相交流電網(wǎng)上，最后采用單片機對所述開關(guān)進行控制。比較而言，動態(tài)補償可以根據(jù)不同情況選擇不同電容對功率因數(shù)進行補償，因此其補償效果更好。

如圖1所示，傳統(tǒng)的三相交流電網(wǎng)10將三相交流發(fā)電機80產(chǎn)生的三相交流電輸送給負載80。傳統(tǒng)功率因數(shù)自動補償裝置1采用單片機40實現(xiàn)對三相交流電網(wǎng)10的功率因數(shù)補償?shù)牟僮骺刂啤Ｆ渲校β室驍?shù)自動補償裝置1包括電壓采樣器20、電流采樣器30、單片機40、開關(guān)模組50及補償器60。

進行補償操作時，電壓采樣器20及電流采樣器30分別對三相交流電網(wǎng)10上的線電壓、相電流進行采樣。單片機40接收來自電壓采樣器20及電流采樣器30的采樣電壓及采樣電流，并對所述采樣電壓、所述采樣電流進行處理，進而產(chǎn)生控制信號。開關(guān)模組50接收所述控制信號以導(dǎo)通，從而使補償器50可以對三相交流電網(wǎng)10進行功率因數(shù)補償操作。

然而，單片機的市場價格較昂貴。因此，采用單片機控制無功功率補償操作的功率因數(shù)自動補償裝置的生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種成本較低的功率因數(shù)自動補償裝置。

一種功率因數(shù)自動補償裝置，包括：電流檢測電路、電壓檢測電路、信號處理電路和補償電路。所述電流檢測電路用于接收來自三相交流電網(wǎng)的相電流以產(chǎn)生采樣電壓，所述電壓檢測電路用于接收來自三相交流電網(wǎng)的線電壓以產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，所述信號處理電路用于接收所述采樣電壓、所述基準(zhǔn)電壓以產(chǎn)生控制信號，所述補償電路用于接收所述控制信號對三相交流電網(wǎng)進行無功功率補償。所述信號處理電路包括信號處理模塊，所述信號處理模塊包括比較單元及開關(guān)單元，所述比較單元由第一電壓比較器及分壓滑動變阻器組成，其中，分壓滑動變阻器接收所述基準(zhǔn)電壓并為所述第一電壓比較器提供信號基準(zhǔn)電壓，所述第一電壓比較器以所述采樣電壓對所述信號基準(zhǔn)電壓進行比較以產(chǎn)生第一輸出電壓，所述開關(guān)單元接收所述第一輸出電壓后產(chǎn)生所述控制信號。

上述功率因數(shù)自動補償裝置以采用電壓比較器、滑動變阻器等普通電子元件的信號處理電路取代單片機實現(xiàn)對補償電路控制，從而降低了整個功率因數(shù)自動補償裝置的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)的采用單片機的功率因數(shù)自動補償裝置的示意圖。

圖2為本發(fā)明一較佳實施方式揭露的功率因數(shù)自動補償裝置的功能模塊圖。

圖3為圖2所示功率因數(shù)自動補償裝置的具體功能模塊連接圖。

圖4為圖3所示功率因數(shù)自動補償裝置的具體結(jié)構(gòu)的電路。

具體實施方式