[實(shí)用新型]一種功率因數(shù)控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721446090.2
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN207304014U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曙光
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州耀冉節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及功率因數(shù)補(bǔ)償領(lǐng)域，尤其涉及一種功率因數(shù)控制器。

背景技術(shù)

在交流電路中，當(dāng)電壓與電流相位不一致時，就會出現(xiàn)無功功率。電壓與電流之間的相位差的余弦叫做功率因數(shù)。電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動機(jī)、變壓器、日光燈及電弧爐等，大多屬于電感性負(fù)荷，這些電感性的設(shè)備在運(yùn)行過程中不僅需要向電力系統(tǒng)吸收有功功率，還同時吸收無功功率。因此在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償設(shè)備后，將可以提供補(bǔ)償感性負(fù)荷所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源側(cè)向感性負(fù)荷提供及由線路輸送的無功功率。減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，可以降低輸配電線路中變壓器及母線因輸送無功功率造成的電能損耗，這種措施稱作功率因數(shù)補(bǔ)償。

現(xiàn)有技術(shù)中采用電感和電容構(gòu)成的無源濾波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正。無源功率因數(shù)校正具有電路簡單、工作可靠等特點(diǎn)，但是濾波效果受電網(wǎng)負(fù)載影響較大且濾波器體積、重量較大，功率因數(shù)校正的效果不理想，另外，由于它們的工作原理都是根據(jù)負(fù)荷的變化幅度來決定電容器投切的，這使得電容器的投切隨機(jī)性太大，很多時候變壓器負(fù)荷不怎么變化或變化幅度不大，較少的時候則會有負(fù)荷過大引起電容器投切后的總電流過大，有可能會超過所能承受負(fù)荷的極限，使得電容器等設(shè)備損壞。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠改善補(bǔ)償效果的功率因數(shù)控制器。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型功率因數(shù)控制器的技術(shù)方案是：

功率因數(shù)控制器，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的電路板，電路板包括電流電壓采集模塊、轉(zhuǎn)換模塊、處理模塊和輸出控制模塊，處理模塊包括單片機(jī)，輸出控制模塊包括由單片機(jī)控制的用于補(bǔ)償電容和切除電容的投切控制電路，所述投切控制電路包括過流保護(hù)模塊，在電路電流超過預(yù)設(shè)電流時將所有投入的電容器全部切除，以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的保護(hù)。

在本實(shí)用新型中，所述處理模塊還包括顯示電路、通信單元和存儲電路，顯示電路與顯示器相連，電流電壓采集模塊包括連入電網(wǎng)相線上的電流互感器和電壓互感器，轉(zhuǎn)換模塊包括積分電路和電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路。

在本實(shí)用新型中，所述投切控制模塊還包括延時模塊，將電容器的投入時間與切除時間分開控制，與處理模塊連通，根據(jù)不同的現(xiàn)場來分開設(shè)置投入延時和切除延時，以達(dá)到理想的補(bǔ)償效果。

在本實(shí)用新型中，所述殼體內(nèi)還設(shè)置有溫控保護(hù)模塊，包括對殼體內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測的溫度傳感器和與投切控制電路接通的切斷電路，在殼體內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)溫度時，將所有投入的電容器全部切除，以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的保護(hù)。

本實(shí)用新型中，利用單片機(jī)實(shí)時測量功率因數(shù)值，并控制補(bǔ)償電容的自動投切，利用單片機(jī)設(shè)計電網(wǎng)功率因數(shù)控制電路，直接利用單片機(jī)控制補(bǔ)償電容和切除電容，自動地補(bǔ)償功率因數(shù)，該善了補(bǔ)償效果。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型功率因數(shù)控制器實(shí)施例中的原理示意圖；

圖2為本實(shí)用新型功率因數(shù)控制器實(shí)施例中的面板示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施案例，結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

功率因數(shù)控制器包括殼體1和設(shè)置在殼體內(nèi)的電路板，電路板包括電流電壓采集模塊、轉(zhuǎn)換模塊、處理模塊和輸出控制模塊，處理模塊中采用單片機(jī)微處理器，單片機(jī)具體為AT89C51系列單片機(jī)，處理模塊還包括顯示電路、通信單元和存儲電路，顯示電路與顯示器2相連，電流電壓采集模塊包括連入電網(wǎng)相線上的電流互感器和電壓互感器，轉(zhuǎn)換模塊包括積分電路和電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路，輸出控制模塊包括由單片機(jī)控制的投切控制電路，用于補(bǔ)償電容和切除電容，投切控制電路包括過流保護(hù)模塊和延時模塊，過流能夠在電流電路超過預(yù)設(shè)電流時切除投入的電容器，延時模塊將電容器的投入與切除分開控制，與處理模塊連通，根據(jù)不同的現(xiàn)場來分開設(shè)置投入延時和切除延時。所述殼體內(nèi)還設(shè)置有溫控保護(hù)模塊，包括對殼體內(nèi)溫度進(jìn)行監(jiān)測的溫度傳感器和與投切控制電路接通的切斷電路，在殼體內(nèi)溫度超過預(yù)設(shè)溫度時，將所有投入的電容器全部切除。電流電壓采集模塊中的電流電壓提取電路中的電流信號經(jīng)放大、濾波及整形并提取相位差信息，輸入單片機(jī)進(jìn)行采樣、儲存和分析，通過投切控制電路能夠使執(zhí)行補(bǔ)償電容機(jī)會均等地參加補(bǔ)償，由單片機(jī)輸出的控制信號經(jīng)過功率放大，通過小型繼電器、交流接觸器來執(zhí)行對電容的投切，從而自動補(bǔ)償功率因數(shù)，提高有功功率，減小無功功率。另外，殼體1的面板上還設(shè)有功能鍵3、開關(guān)4和指示燈5。

以上對本實(shí)用新型做了詳盡的描述，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。凡根據(jù)本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。