[實用新型]三相節能穩壓動力柜

有效

• 申請號: 201720577882.7
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN206775395U
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 張玉;李孟孔;朱克強;孔凡東
• 申請（專利權）人: 濟南誠雅電子科技有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02J3/18;H02J3/26;H02J3/01
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 王澤云

技術領域

本實用新型涉及一種三相節能穩壓動力柜，主要用于安裝于配電變壓器低壓側的供電回路，將不穩定的三相交流市電通過AC-DC-AC轉換成電壓和頻率穩定(可設定)的交流電，給后級供電設備供電，從而達到改善電能質量，綜合節能的效果。

背景技術

三相動力節能柜是三進三出穩頻穩壓電源的一種特殊機型，功能是將不穩定的三相交流市電通過AC-DC-AC轉換成電壓和頻率穩定(可設定)的交流電，給后級供電設備供電。一般的節能器只能對某一臺設備或一套照明系統進行省電處理，不能作為電源系統的綜合節電裝置。目前電能浪費的原因是多方面的：

1)功率因數低，功率因數低的根本原因是電感性負載的存在。例如，生產中最常見的交流異步電動機在額定負載時的功率因數一般為0.7--0.9,如果在輕載時其功率因數就更低,低的功率因數造成電能的極大浪費。

2)三相負載不平衡，在三相四線制供電網絡中，電流通過線路導線時，因存在阻抗必將產生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當低壓電網以三相四線制供電時，由于有單相負載存在，造成三相負載不平衡在所難免。當三相負載不平衡運行時，中性線即有電流通過。這樣不但相線損耗增大，而且中性線也產生損耗，從而增加了電網線路的損耗。配電變壓器是低壓電網的供電主設備，當其在三相負載不平衡工況下運行時，將會造成配變損耗的增加。三相負載不平衡使配變產生零序電流，該電流將隨三相負載不平衡的程度而變化，不平衡度越大，則零序電流也越大。運行中的配變若存在零序電流，則其鐵芯中將產生零序磁通。(高壓側沒有零序電流)這迫使零序磁通只能以油箱壁及鋼構件作為通道通過，而鋼構件的導磁率較低，零序電流通過鋼構件時，即要產生磁滯和渦流損耗，從而使配變的鋼構件局部溫度升高發熱。配變的繞組絕緣因過熱而加快老化，導致設備壽命降低。同時，零序電流的存在也會增加配變的損耗。三相負載不平衡還會導致用戶電動機效率降低，增加能耗。

3)突波電流對電網的沖擊。用電設備，特別是大型感性設備的突然啟動會產生很高的突波電流，設備瞬間從電網吸收很高的電能。這個時候用戶的瞬間耗能可能達到正常耗能的幾倍以上，增加了企業能耗。特別是在用戶設備頻繁啟停的工況，這部分損耗更是不可忽視。

發明內容

本實用新型旨在提供一種三相節能穩壓動力柜，以解決現有技術存在的功率因數低、三相負載不平衡和突波電流對電網的沖擊的問題。

本實用新型的技術方案是：一種三相節能穩壓動力柜，其特征在于，包括雙核CPU控制電路以及依次連接的輸入空氣開關、輸入濾波器、半波整流器、單位功率因數整流器、預充電開關、直流電抗、逆變單元、變頻變壓器、濾波電容和換向開關，在預充電開關兩端并聯預充電電阻，在逆變單元的輸入端并聯直流支撐電容；輸入濾波器輸出端通過模擬量采集模塊分別與雙核 CPU控制電路的對應輸入端連接；單位功率因數整流器的控制端通過IGBT驅動電路與該雙核CPU控制電路的一個輸出端連接；逆變單元的輸入端通過模擬量采集模塊與該雙核CPU控制電路的一個輸入端連接；逆變單元的控制端通過 IGBT驅動電路與該雙核CPU控制電路的一個輸出端連接；變頻變壓器的輸出端通過輸出模擬量采集模塊與該雙核CPU控制電路的一個輸入端連接；在該雙核CPU控制電路的不同接口分別連接觸摸屏、標準modbus通訊模塊、操作按鍵和狀態指示燈。

本實用新型的優點是：

1)節電率高，對一般工況節電率30％以上，特殊工況40％以上。

2)可以作為電源系統的綜合節電裝置，后級可接各種綜合性負載。

3)波形全數字合成，更靈活。

4)輸入添加濾波器，對電網干擾更小。

5)直流支撐電容大，抗沖擊。

6)所有高壓采集信號通過光耦隔離，交流輸出采用變壓器隔離，更安全。

7)電壓輸出采用全數字PID調節器，調節速度更快，電壓更穩。

8)三相節能穩壓柜低壓電網測三相負載平衡度高，因負載不平衡造成的電能浪費幾乎為零。

9)負載突波電流被隔離在穩壓柜的輸出測，對低壓電網測沒有沖擊，突變電流造成的電能浪費幾乎為零。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例電路的總體構成框圖；

圖2是本實用新型的單位功率因數整流器的電氣圖；

圖3是本實用新型的逆變單元電氣圖(單相)；

圖4是本實用新型的雙核CPU控制電路的構成框圖。

圖5是本實用新型的電壓采集電路圖；