[發明專利]功率因數自動補償裝置

有效

• 申請號: 200610064637.2
• 申請日: 2006-12-29
• 公開（公告）號: CN101212140A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 翁世芳;莊宗仁;李俊
• 申請（專利權）人: 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 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

技術領域

本發明涉及一種功率因數自動補償裝置，尤其涉及一種用于三相交流電網的功率因數自動補償裝置。

背景技術

三相交流電網是我國供電系統中十分重要的供電網絡，其廣泛應用于工業生產、日常生活中。直接掛載在三相交流電網上的通常是一些大型用電設備，比如機床等。這些大型用電設備一般采用電動機將來自三相交流電網的電能轉換為其他形式的輸出能。在所述轉換操作過程中，電動機中的線圈使三相交流電網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。

在交流電學理論中，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，當功率因數等于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，需要提高功率因數。

目前，一般采用補償法來提高功率因數。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；當電動機的線圈對相電流的相位產生滯后效應時，產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，而功率因數將增大。

對于上述補償法，存在兩種實施方式：靜態補償及動態補償。所謂靜態補償，首先對所需補償的功率因數進行分析，其次對應于分析結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上。所謂動態補償，首先對所需補償的功率因數進行分析，其次對應于分析結果設定出所需采用的電容的大小范圍，之后將位于所述范圍內的多個不同大小的電容通過開關掛載在三相交流電網上，最后采用單片機對所述開關進行控制。比較而言，動態補償可以根據不同情況選擇不同電容對功率因數進行補償，因此其補償效果更好。

如圖1所示，傳統的三相交流電網10將三相交流發電機80產生的三相交流電輸送給負載80。傳統功率因數自動補償裝置1采用單片機40實現對三相交流電網10的功率因數補償的操作控制。其中，功率因數自動補償裝置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，進而產生控制信號。開關模組50接收所述控制信號以導通，從而使補償器50可以對三相交流電網10進行功率因數補償操作。

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自動補償裝置的生產成本較高。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種成本較低的功率因數自動補償裝置。

一種功率因數自動補償裝置，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的相電流以產生采樣電壓，所述電壓檢測電路用于接收來自三相交流電網的線電壓以產生基準電壓，所述信號處理電路用于接收所述采樣電壓、所述基準電壓以產生控制信號，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電壓并為所述第一電壓比較器提供信號基準電壓，所述第一電壓比較器以所述采樣電壓對所述信號基準電壓進行比較以產生第一輸出電壓，所述開關單元接收所述第一輸出電壓后產生所述控制信號。

上述功率因數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對補償電路控制，從而降低了整個功率因數自動補償裝置的生產成本。

附圖說明

圖1是傳統的采用單片機的功率因數自動補償裝置的示意圖。

圖2為本發明一較佳實施方式揭露的功率因數自動補償裝置的功能模塊圖。

圖3為圖2所示功率因數自動補償裝置的具體功能模塊連接圖。

圖4為圖3所示功率因數自動補償裝置的具體結構的電路。

具體實施方式