CN105470969B - 容性交流电压调节装置、供电设备及交流电压调节方法 - Google Patents

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Abstract

容性交流电压调节装置、供电设备及交流电压调节方法。容性交流电压调节装置包括：第一电容器组件，以及第二电容器组件，第一电容器组件的一端与交流电源的第一输出端电连接，其另一端与第二电容器组件电连接；第二电容器组件的一端与第一电容器组件电连接，其另一端与交流电源的第二输出端连接；在第一电容器组件与第二电容器组件的电连接端和交流电源的第二输出端之间电连接负载，使得该负载与第二电容器组件并联，其中，第一电容器组件包括多个子电容器以及分别对应于该多个子电容器的多个开关，通过开关来控制子电容器的投入和切断，从而改变第一电容器组件的电容量。该装置能够通过容性电路变压，同时减少了系统的无功需求。

Description

容性交流电压调节装置、供电设备及交流电压调节方法
技术领域
本发明涉及一种交流电压调节装置，具体地，涉及一种容性交流电压调节装置和交流电压调节方法，以及应用该容性交流电压调节装置的供电设备。
背景技术
在交流电网输变、配、供、用电领域中，电压是电能质量参数中最重要的指标，而对于电压的升降调节是这些领域中常见的技术需求。例如，将10kV的高压输电转换为380V的民用三相交流电或者转换为入户的单相220V电压，都需要通过变压或调压设备来进行。
现有的变压调压应用均采用了成熟的变压器技术。变压器的工作原理是，利用电磁感应原理，通过原线圈和副线圈之间的磁耦合，用变压器原副线圈的匝数比来控制原副线圈的电压有效值之比，实现变压。由于实际变压器在变压过程中会产生一定的损耗，例如，线圈发热造成的损耗(铜损)，铁芯发热造成的损耗(铁损)和漏磁等，因而通常在采用变压器的变压电路中增加无功补偿电路，用来降低损耗、扩大容量和一定程度地提升输出电压。但是无论是变压器还是无功补偿电路，均不能在变压的同时起到稳压的作用，因此，转换后的变压器输出电压(例如380V三相交流电或220V单相交流电)不稳定，电能质量较差。
此外，考虑到目前家用用电设备大多可以在低于220V的电压下正常工作，以“一刀切”的入户电压供电方式也会造成电能的浪费。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了基于容性调压电路的交流电压调节方法，其特征在于，容性调压电路包括：第一电容器组件，以及第二电容器组件，第一电容器组件的一端与交流电源的第一输出端电连接，其另一端与第二电容器组件电连接；第二电容器组件的一端与第一电容器组件电连接，其另一端与交流电源的第二输出端连接；在第一电容器组件与第二电容器组件的电连接端和交流电源的第二输出端之间电连接负载，使得该负载与第二电容器组件并联，其中，第一电容器组件包括多个子电容器以及分别对应于该多个子电容器的多个开关，通过开关来控制子电容器的投入和切断，从而改变第一电容器组件的电容量，交流电压调节方法，包括：预先设定负载输出电压或负载输出电压范围；闭合旁路开关并检测当前负载输出电压是否满足预先设定的输出电压要求，并同时检测交流电源的输出电压；通过闭合第一电容器组件的多个开关以投入第一电容器组件的所有子电容器；若检测到的交流电源的输出电压低于预先设定的输出电压要求，则断开第二电容器组件，若检测到的交流电源的输出电压高于预先设定的输出电压要求，则接入第二电容器组件；断开旁路开关；通过断开第一电容器组件的开关来调整该第一电容器组件的接入电容值。
根据本发明的另一方面，提供了一种容性交流电压调节装置，其包括：第一电容器组件，以及第二电容器组件，第一电容器组件的一端与交流电源的第一输出端电连接，其另一端与第二电容器组件电连接；第二电容器组件的一端与第一电容器组件电连接，其另一端与交流电源的第二输出端连接；在第一电容器组件与第二电容器组件的电连接端和交流电源的第二输出端之间电连接负载，使得该负载与第二电容器组件并联，其中，第一电容器组件包括多个子电容器以及分别对应于该多个子电容器的多个开关，通过开关来控制子电容器的投入和切断，从而改变第一电容器组件的电容量。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置，可选地，第二电容器组件包括多个子电容器以及分别对应于该多个子电容器的多个开关，通过开关来控制子电容器的投入和切断，从而改变第二电容器组件的电容量。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置，可选地，该容性交流电压调节装置在第一电容器组件与第二电容器组件的电连接端和交流电源的第二输出端之间设置有与第二电容器组件串联的开关。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置，可选地，第一电容器组件的多个子电容器采用相同的电容器器件。
根据本发明的又一方面，提供了一种容性调压供电设备，其包括：前述的容性交流电压调节装置，以及交流电源。
根据本发明的再一方面，提供了一种容性交流电压调节装置，其包括：电容调节单元，控制单元，其中，电容调节单元包括：第一电容器组件，以及第二电容器组件，第一电容器组件的一端与交流电源的第一输出端电连接，其另一端与第二电容器组件电连接；第二电容器组件的一端与第一电容器组件电连接，其另一端与交流电源的第二输出端连接；在第一电容器组件与第二电容器组件的电连接端和交流电源的第二输出端之间电连接负载，使得该负载与第二电容器组件并联，其中，第一电容器组件包括多个子电容器以及分别对应于该多个子电容器的多个开关，通过开关来控制子电容器的投入和切断，从而改变第一电容器组件的电容量，控制单元检测交流电压的电压、输出到负载的电压和/或电流，并控制第一电容器组件的多个开关。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置，可选地，容性交流电压调节装置还包括旁路开关，该旁路开关的一端电连接到第一电容器组件与第二电容器组件的电连接端，该旁路开关的另一端电连接到交流电源的第一输出端。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置，可选地，在第一电容器组件与第二电容器组件的电连接端和交流电源的第二输出端之间设置有与第二电容器组件串联的开关。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置，可选地，控制单元，在检测到交流电源的输出电压低于预先设定的负载输出电压要求，则通过与第二电容器组件串联的开关断开第二电容器组件；在检测到交流电源的输出电压高于预先设定的负载输出电压要求，则通过与第二电容器组件串联的开关接入第二电容器组件。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置，可选地，在供电过程中，控制单元基于输出到负载的电压和/或电流的变化来开关控制第一电容器组件的多个开关，从而调整第一电容器组件的接入电容值。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置和调节方法，能够通过容性电路变压，同时减少了系统的无功需求，形成以电压变换(即控制)为主，兼具补偿功能的新思路。该交流电压调节装置性能可靠、低成本、低功耗、易控制、可根据需要设置升降，并兼顾系统无功平衡。此技术可有效改善供电质量并为节约电能带来巨大空间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1示出了根据本发明实施例的容性交流电压调节装置和调节方法的原理图；
图2A是图1所示原理电路用于升压的向量图，图2B是图1所示原理电路用于降压的向量图；
图3示出了图1所示原理电路的一种变型；
图4示意性地示出了根据本发明实施例的一种容性交流电压调节装置的电路图；
图5示意性地示出了根据本发明实施例的另一种容性交流电压调节装置的电路图；
图6示意性地示出了应用根据本发明实施例的容性交流电压调节装置的供电系统的原理框图；
图7示意性地示出了将图5所示的容性交流电压调节装置应用到三相交流电压调节中的应用电路。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。
根据本发明的实施例，提供了一种容性交流电压调节装置以及交流电压调节方法。所谓容性电压调节是指采用不含感性元器件(例如前述的变压器、电感等)的电路进行电压调节。更具体地，采用电容器作为调压器件。
图1示出了根据本发明实施例的容性交流电压调节装置和调节方法的原理图。如图1所示，电压调节电路包括电容(或等效电容)C，通过该电容与负载串联来调节负载端电压，因容性负载很少，负载简化等效为电感L与电阻R串联，能适用于大多数用电负载。如交流电动机在稳定运行状态下，可等效为电阻与电感串联电路，对于阻性负载，只是图中负载电路中的电感为0的一种情况，其它电路结构也可以变换为等效的串联电路，因而此处用串联电路加以说明。另外，表示电源电压，表示串联回路电流，表示电容电压，和分别表示等效电感电压和等效电阻电压。在这些电工参数的表示中，在字母上加点以表示有效值相量，以便于后面的向量分析。
图2A为图1所示电路进行升压调节时的电压电流向量图。如图2A所示，当电路的容抗小于感抗2倍时，负载端电压大于电源电压电路进行升压调节，在这种情况下：
●当容抗等于感抗时，负载获得最大电压，整个电路呈阻性；
●当容抗小于感抗时，整个电路呈感性；
●当容抗大于感抗小于2倍感抗时，整个电路呈容性。
图2B为图1所示电路进行降压调节时的向量图，如图2B所示，当电路的容抗大于2倍感抗时，负载端电压小于电源电压电路降压。
通过以上向量图分析，可知，通过改变电容C的电容量，可改变负载电压，既可升压也可降压。理论上，负载端电压调节范围为，最小值0V，感抗与容抗相等时负载电压达到最大值；对于纯阻性负载不能升压，最大电压即为电源电压。
在升压时，根据电容值的不同，电路电流可为感性也可为容性，为感性时，电容可补偿负载的部分无功功率，为容性时，负载无功功率全部得到补偿，并且还能补偿电网中的感性无功功率。
在降压时，电路电流为容性，同样，负载无功功率全部得到补偿，并且还能补偿电网中的感性无功功率。
图3示出了图1所示原理电路的一种变型。
如图3所示，电压调节电路包括两个电容(或等效电容)C1和C2，通过该两个电容对于来自交流电源AC的电压进行分压，再将分压后产生的输出电压施加给负载侧。
在图3所示的电路中，电容C1和电容C2串联，于是电容C1两端电压并且电容C2两端电压其中，C1和C2分别表示电容C1和电容C2的电容值，Us表示电源AC的输入电压。电容C2的两端电压U2作为输出到负载的输出电压。
因此，可以通过设置或者调整电容C1和电容C2的电容值来调节作为输出的负载的电压。
如前所述，可将负载等效为电阻与电感的串联，由于在向负载供交流电的过程中负载的阻抗会发生变化，因而负载与C2并联后的整体阻抗也会发生变化，于是该整体阻抗再与C1串联后会改变上述的分压结果，造成输出到负载的电压被拉偏。也就是说，C2和负载组成的并联回路与C1的串联分压关系随负载的变化而变化，无法形成稳定的用电电源。
为了解决此问题，根据本发明的实施例，提供了一种交流电压调节装置，如图4所示。如前所述，C2和负载组成的并联回路与C1的串联分压关系会随负载的变化而变化，因此，如果能够调整C1或者C2的电容值使之与负载的变化相匹配，则可以获得稳定的用电交流电源输出。如图4所示的实施例，通过用可变电容器来实现电容C1，可选地，通过多个电容器C11，C12，……，C1n(其中n为大于等于2的整数)的并联来实现电容C1，并通过对应于各个电容器C11，C12，……，C1n的开关(投切开关)K11，K12，……，K1n的开关控制来接入(投入)或断开(切断)各个开关对应的电容器，由于电容器C1的电容值为接入的电容器C11，C12，……和/或C1n的电容值之和，因而可以改变电容器C1的电容值。例如，当接入更多的电容器，C1的电容值增大，负载端的输出电压U2增大，并可接近电源电压；当减少接入的电容器数量时，C1的电容值减小，负载端的输出电压U2也减小。这样就形成了理论上可在0与电源电压间调整的电源电压降压电路。
电容器C11，C12，……，C1n的电容值可以相同，也可以不同。用于通过开关控制电容器C11，C12，……，C1n的接入来改变电容器C1的电容值，因此该电容值调整并非平滑变化，而是呈阶梯状变化，相应地，施加在负载端的电压也呈阶梯状变化。由于电容器C11，C12，……，C1n并联，考虑到电容器击穿电压等参数的匹配，可选地采用相同的电容器C11，C12，……，C1n。
另一方面，通过动态地调节C1的电容值，也可以起到稳压的作用。
在如上所述的C1和C2串联分压的原理下，由于输出到负载端的电压低于电源AC的电压，因此图4所示的电路起到降压调节的作用，也可以起到节能的作用。例如，对于常见的220V单相交流入户电压，由于现有供电条件的限制使得实际上的供电电压会发生波动，因而目前家用用电设备大多可以在低于220V的电压下正常工作，因此，通过向下调节入户电压，诸如下调5V～20V，可以实现一定程度上的节能。
在图4所示的装置电路中，可以用开关K2来对电容器C2进行开关控制。当K2闭合时，C2接入电路，则可以实现前述的C1与C2分压，并通过C2向与其并联的负载供电。当K2关断时，电容器C2不接入电路，负载与电容器C1和电源AC串联，如前述结合图2A的分析，这时施加在负载上的电压U2可以高于电源AC的输出电压Us，这时电路结构与图3所示电路基本相同。
这种升压结构可以带来升压的效果，因而可以用(关断开关K2状态下的)图4所示的装置电路取代与变压器配套使用的无功补偿电路，来对因变压器内部损耗造成的电压降进行升压补偿。
另一方面，类似于前述对于阻抗的分析，当负载发生变化时，将引起电容器端电压与负载端电压的变化——电流增加同时端电压也加大；电流减小同时端电压降低——也无法形成稳定的用电电源。通过前述方式调整电容器C1的电容值，也可以在一定程度上实现稳压的效果。
如前所述，在图4所示的电路中，通过调整电容器组C1中的并联电容器C11，C12，……，C1n的接入状态来实现可变电容器C1的电容值调节，从而实现负载电压的调节。另一方面，也要考虑调压装置本身的输出能力。也就是说，电容器组C1的输出能力决定了所能承载的负载的范围。为保证负载较大时的输出能力及电压调整范围，可以配置大容量的电容器组C1。
然而，当负载较小时，如果大容量的电容器组C1不能实现电容量的进一步向下调节，有可能导致较多的补偿。为解决此问题，根据本发明的实施例，可以按最大需量设计电容器C2的总容量及功率，同时根据负载的变化范围设计用多个电容器C21，C22，……，C2m(其中m为大于等于2的整数)并联(并配合各自的开关K21，K22，……，K2m)来实现电容器C2，如图5所示。这种电容器C1和电容器C2可以同时进行容量调节的装置结构，可以实现负载变化与电压调整及无功配置的优化设计，同时提高了负载较小时的电压调整精度及范围。
如上所述，为了提供一种方便使用和调整以及相对稳定并符合使用者要求的交流供电装置，本发明如上给出了所述交流供电装置的电路结构，如图4和图5所示。在图4和图5的方案中，用多个开关来控制电容器组中的各个电容器的接入，从而调节电容器组的电容值。可选地，用手动的方式逐一或者联动地控制这些开关，以调节电容值，进而调节负载端电压。具体地，可以在实时监测负载端电压的同时控制开关调节电压，这样需要在负载端设置电压监测单元来监测负载端电压。
在图4和图5所示的电路结构中，负载可以是电动机M，这样可以通过调压来控制电动机M的转速。
也可以采用控制电路的方式自动调节负载端电压。例如，在图6所示的方案中，除了电容调节单元1，还设置了控制单元2。其中，电容调节单元1包括前述的电容器(组)C1和电容器(组)C2以及相应的开关等；控制单元2通过监测负载端电压并计算，来调整控制电容器组中电容器的接入容量，从而控制输出端(负载端)电压的分配，以得到所需高于电源电压或低于电源电压，并可使电压可控或稳定的需求电源。
以下结合图6具体说明根据本发明实施例的容性交流电压调节装置及其所应用的供电用电系统和交流电压调节方法。
在图6中，系统电源表示电力输入端口，其电压Us会随负载及输送距离的变化发生波动。也就是说，系统电源电压一方面会受到负载变化影响而发生变化，另一方面也会因输送条件本身而发生波动。
电容调节单元1包括串联的两个电容器或电容器组C1和C2，例如可以采用如图4和图5所示的电容器或电容器组C1和C2。该电容器或电容器组C1、C2可包括多个电容器及相应的投切开关。
类似于图5所示的电容调节电路，其包括C1和C2两个串联的可调电容器。C1和C2一端相连，C1的另一端和C2的另一端分别与系统电源的两端相连。
当不断加大C1接入电容量或减少C2接入电容量时，C2两端电压会逐渐加大，可趋近于系统电源电压；C1两端电压逐渐降低并趋近于0。
当不断减少C1接入电容量或加大C2接入电容量时，C2两端电压会逐渐减小，直至趋近于0；C1两端电压逐渐增大并趋近系统电源电压。
当C2断开，并不断加大C1接入电容量时，输出电压逐渐减小，可趋近于系统电源电压。
同理，当C2断开时，逐渐减少C1接入电容量，在等效负载为感性负载时，输出电压可大于系统电源电压。
可选地，根据电压调整比例设计C1和C2的比例关系，并可以符合设计最低值。例如，也可以采用如图4所示的电路。如图4所示的方案，C1是由不同规格的单台电容器并联形成的容量可增减的电容器组，这些单台电容器分别为C11，C12，……，C1n，同时分别配置相应的开关K11，K12，……，K1n，以方便接入或断开单台电容器。C2采用单台电容器，不进行电容量调整。
可选地，如图6所示，容性交流电压调节装置还可以包括旁路开关3。该旁路开关3的一端经过C1和C2的连接点与调压装置的输出端子4及负载相连，另一端与系统电源相连。
当电压调节装置处于变、调压工作状态时，此开关3处于关断状态，C2两端的电压通过输出端子4提供负载所需要的电压，并可通过调整C1和/或C2的电容值，来改变C2和负载两端的电压；而当电容调节单元1出现故障或系统电压满足使用要求时，该旁路开关3闭合，此时负载两端电压为系统电源电压。
例如，电容调节单元1采用图4所示的电路结构，当断开旁路开关3后，闭合开关K2、K11，接入C1和C2，输出电压已具备工作条件，之后继续闭合开关K12和K13，输出电压将会提高，这样，不同开关的关合状况组合，将会输出不同的电压。同理，当C1处并联的电容器数量更多(电容量更大)时，将获得更大的输出电压。
如前所述，当将开关K2断开时，C2不接入，C1与负载串联，可根据系统电流范围合理设计C1容量并考虑电压要求最高值，分别组合接入C11，C12，……，C1n时，对于等效负载为感性负载的情况，将输出不同的高于系统电压的负载工作电压。
控制回路2例如采用单片机的控制方式。单片机通过采集系统电压、输出电压和电流，控制着不同类别开关(如晶闸管、复合电容器投切开关、真空开关、接触器)的投入或切除以达到使用要求。
控制回路2的控制逻辑例如：设定要求的负载端输出电压或输出电压范围；闭合旁路开关并检测输出电压，以判断是否当前的系统电源电压满足输出电压的要求并同时检测系统电源电压；闭合C1所有电容器使C1处于备用状态，此时旁路开关闭合输出电压仍等于系统电源电压；若检测到的系统电源电压低于所要求的负载端输出电压，则断开C2，若检测到的系统电源电压高于所要求的负载端输出电压，则接入C2；断开旁路开关，使得C1的所有电容器进入工作状态，并得到输出电压最小变化值；通过断开与C1的电容器对应的开关，以调整C1的接入电容值，从而调节输出电压达到要求的值或者范围，对于开关的断开控制可以是按照预定的次序逐步调试，也可以按照预先的计算结果一次或分次完成。
在供电工作过程中，控制回路2可以继续监测负载端输出电压和系统电源电压，如果发现因负载变化或系统电源电压变化等原因导致输出电压变化，则可以通过调整C1的接入电容值(和/或C2的接入电容值，例如电容调节单元1采用图5的结构)来调节输出电压，如果输出电压需要高于系统电源电压，还可以断开C2，然后可根据输出电压的情况调整C1的接入电容值。这样可以实现供电过程中的反馈控制。通常地，输出电压的变化本身不会影响系统电源电压。
在实际的电压调节装置产品中，还可以包括输出端子4，以取代原有的系统电源输出端子。该输出端子4将负载连接到C1和C2的连接点与C2和系统电源的连接点之间，如图6所示。输出端子4可随负载及使用要求进行调整。
关于系统中的负载，在调低输出电压时，要考虑负载本身的用电需要和电压要求。
根据本发明实施例的容性变、调压装置和方法，适合于不同电压等级及不同用电环境的系统，可以采用不同于上述的电容量调整方法，也可以在电路中串并入其它的电容器或其它元器件。
图5所示的容性电压调节装置可应用到单相交流电的电压调节。
图7示意性地示出了将根据本发明实施例的容性电压调压装置应用到三相交流电的电压调节时的电路结构。如图7所示，可以通过投切开关组KM3、KM4和KM5分别控制电容器组C11、C12和C13中于各相并联的子电容器的接入来调整各相中的电容接入量(图7中的电容器组C11、C12和C13相当于图5中的C1)，也可以通过投切开关组KM6来控制三角形连接的电容器组C2对于各相的电容量接入。开关组KM1可以起到旁路开关的作用，当开关组KM1和KM2均闭合时，直接将三相电源电压接到负载M。负载可以是电动机M，这样可以通过调压来控制电动机M的转速。
根据本发明实施例的容性交流电压调节装置和调节方法，能够通过容性电路变压，同时减少了系统的无功需求，形成以电压变换(即控制)为主，兼具补偿功能的新思路。该交流电压调节装置性能可靠、低成本、低功耗、易控制、可根据需要设置升降，并兼顾系统无功平衡。此技术可有效改善供电质量并为节约电能带来巨大空间。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (6)

1.一种基于容性调压电路的交流电压调节方法，
其特征在于，
所述容性调压电路包括：
第一电容器组件，以及第二电容器组件，
所述第一电容器组件的一端与交流电源的第一输出端电连接，其另一端与所述第二电容器组件电连接；
所述第二电容器组件的一端与所述第一电容器组件电连接，其另一端与所述交流电源的第二输出端连接；
在所述第一电容器组件与所述第二电容器组件的所述电连接端和所述交流电源的所述第二输出端之间电连接负载，使得该负载与所述第二电容器组件并联，
其中，所述第一电容器组件包括多个子电容器以及分别对应于该多个子电容器的多个开关，通过所述开关来控制所述子电容器的投入和切断，从而改变所述第一电容器组件的电容量，
所述交流电压调节方法，包括：
预先设定负载输出电压或负载输出电压范围；
闭合旁路开关并检测当前负载输出电压是否满足所述预先设定的输出电压要求，并同时检测所述交流电源的输出电压；
通过闭合所述第一电容器组件的所述多个开关以投入所述第一电容器组件的所有子电容器；
若检测到的所述交流电源的输出电压低于所述预先设定的输出电压要求，则断开所述第二电容器组件，若检测到的所述交流电源的输出电压高于所述预先设定的输出电压要求，则接入所述第二电容器组件；
断开旁路开关；
通过断开所述第一电容器组件的所述开关来调整该第一电容器组件的接入电容值。
2.一种容性交流电压调节装置，
其特征在于，
所述容性交流电压调节装置包括：电容调节单元(1)，控制单元(2)，其中，
所述电容调节单元(1)包括：
第一电容器组件(C1)，以及第二电容器组件(C2)，
所述第一电容器组件(C1)的一端与交流电源(AC)的第一输出端电连接，其另一端与所述第二电容器组件(C2)电连接；
所述第二电容器组件(C2)的一端与所述第一电容器组件(C1)电连接，其另一端与所述交流电源(AC)的第二输出端连接；
在所述第一电容器组件(C1)与所述第二电容器组件(C2)的所述电连接端和所述交流电源(AC)的所述第二输出端之间电连接负载，使得该负载与所述第二电容器组件(C2)并联，
其中，所述第一电容器组件(C1)包括多个子电容器(C11，C12，…，C1n)以及分别对应于该多个子电容器(C11，C12，…，C1n)的多个开关(K11，K12，……，K1n)，通过所述开关(K11，K12，……，K1n)来控制所述子电容器(C11，C12，…，C1n)的投入和切断，从而改变所述第一电容器组件(C1)的电容量，
所述控制单元(2)检测所述交流电压(AC)的电压、输出到所述负载的电压和/或电流，并控制所述第一电容器组件(C1)的所述多个开关(K11，K12，……，K1n)。
3.根据权利要求2所述的容性交流电压调节装置，其特征在于，该容性交流电压调节装置还包括旁路开关(3)，该旁路开关(3)的一端电连接到所述第一电容器组件(C1)与所述第二电容器组件(C2)的所述电连接端，该旁路开关(3)的另一端电连接到所述交流电源(AC)的所述第一输出端。
4.根据权利要求2或3所述的容性交流电压调节装置，其特征在于，在所述第一电容器组件(C1)与所述第二电容器组件(C2)的所述电连接端和所述交流电源(AC)的所述第二输出端之间设置有与所述第二电容器组件(C2)串联的开关(K2)。
5.根据权利要求4所述的容性交流电压调节装置，其特征在于，所述控制单元(2)，在检测到所述交流电源(AC)的输出电压低于预先设定的负载输出电压要求，则通过与所述第二电容器组件(C2)串联的开关(K2)断开所述第二电容器组件(C2)；在检测到所述交流电源(AC)的输出电压高于所述预先设定的负载输出电压要求，则通过与所述第二电容器组件(C2)串联的开关(K2)接入所述第二电容器组件(C2)。
6.根据权利要求2所述的容性交流电压调节装置，其特征在于，在供电过程中，控制单元(2)基于输出到所述负载的电压和/或电流的变化来开关控制所述第一电容器组件(C1)的所述多个开关(K11，K12，……，K1n)，从而调整所述第一电容器组件(C1)的接入电容值。
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CN109038610A (zh) * 2018-08-22 2018-12-18 爱启（厦门）电气技术有限公司 具有微型多路开关投切的可调电容传感器
CN111934322A (zh) * 2020-09-22 2020-11-13 江西科威电力发展有限公司 一种智能节能电保护装置及节电系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2534730Y (zh) * 2002-04-04 2003-02-05 北京电研华源电力技术有限公司 电容式低损耗变压器
JP2003153443A (ja) * 2001-11-13 2003-05-23 Toshiba Corp 電圧調整装置
CN102201742A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 德昌电机(深圳)有限公司 电源电路、电机装置及风扇
CN205319701U (zh) * 2016-01-18 2016-06-15 战子英 容性交流电压调节装置和容性调压供电设备

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003153443A (ja) * 2001-11-13 2003-05-23 Toshiba Corp 電圧調整装置
CN2534730Y (zh) * 2002-04-04 2003-02-05 北京电研华源电力技术有限公司 电容式低损耗变压器
CN102201742A (zh) * 2010-03-26 2011-09-28 德昌电机(深圳)有限公司 电源电路、电机装置及风扇
CN205319701U (zh) * 2016-01-18 2016-06-15 战子英 容性交流电压调节装置和容性调压供电设备

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