CN110098621A - 一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置 - Google Patents

一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，包括低压电动机和自动补偿装置，其中，所述低压电动机表面通过装置支架固定有自动补偿装置；自动补偿装置包括CPU运算中心、电容调压中心、放大器和开关电源；CPU运算中心分别与电容调压中心、放大器连接；电容调压中心分别与伺服电机、电容组连接；放大器与低压电动机连接。本申请中运算中心根据电机运行时的扭矩计算出运行电流，一秒内进行两次采样并计算出电流变化的差值作为电容投切依据，电容值固定后，通过改变两端电压决定补偿的无功量；电机刚投入时运行效率低，无功补偿量多，随着电机正常运行，负载增大，无功增量减缓。

Description

一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置
技术领域
本发明属于无功自动补偿装置技术领域，具体是涉及一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置。
背景技术
无功自动补偿是目前电动机节能的主要方法之一，应用较多，价格便宜，线路节能效果好、节能效果充分、操作方便，易于维护、检修的特点，目前电动机的无功补偿技术，主要是直接或通过交流接触器将一组或多组电容接在电机输入电压信号两端，接通电源，电容器投切，提供无功功率，以补偿电机的滞后无功功率。
发明内容
为了克服以上缺陷，本发明的目的在于提供一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，包括低压电动机和自动补偿装置，其中，所述低压电动机表面通过装置支架固定有自动补偿装置；
所述自动补偿装置包括CPU运算中心、电容调压中心、放大器和开关电源；
所述CPU运算中心分别与电容调压中心、放大器连接；
所述电容调压中心分别与伺服电机、电容组连接；
所述放大器与低压电动机连接。
进一步地，所述开关电源为自动补偿装置供电，开关电源接入380V交流电源进线。
所述380V交流电源进线通过第一接线端子接入自动补偿装置中。
所述低压电动机和自动补偿装置表面分别安装有第二接线端子和第三接线端子，所述第二接线端子和第三接线端子之间通过导线连接。
进一步地，所述CPU运算中心还与流压变换连接，所述流压变换通过霍尔交流互感器连接到三相交流电路上。
进一步地，所述电容调压中心的电路包括，L1、L2、L3一端与低压电动机连接，另一端通过滤波电感分别与第一调压双向开关、第二调压双向开关、第三调压双向开关一端连接，第一调压双向开关、第二调压双向开关、第三调压双向开关第二端分别通过补偿电容与零线N连接。
进一步地，调压双向开关电路包括，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接，第一二极管D1的阴极分别与双向二极管D3、双向二极管D4一端以及电容C1、电容C2一端连接，第二二极管D2的阴极分别与双向二极管D3以及电阻R1一端连接，电阻R2一端分别与双向二极管D4和电容C1另一端连接，电容C2另一端分别与电阻R2另一端以及双向二极管D5一端连接，电阻R1另一端与双向二极管D5另一端连接，所述CPU运算中心通过发光二极管D6接地。
进一步地，所述低压电动机的电机轴周侧固定安装有扭矩传感器，所述扭矩传感器一秒内均进行两次采样，扭矩传感器采集电动机运行时的扭矩并通过放大器发送至CPU运算中心。
进一步地，所述低压电动机上设置有磁通门传感器，所述磁通门传感器一秒内均进行两次采样，磁通门传感器计算低压电动机的感抗并通过放大器发送至CPU运算中心。
进一步地，所述CPU运算中心根据扭矩计算出运行电流I，进而计算出电流变化量的差值△I，并将差值△I发送至电容调压中心；
扭矩＝9549*P/N，其中，P为功率KW,N为转速r/min；
P＝U*I，△I＝I1-I2；
电容调压中心根据接收的△I向电容组发送电压调整信号；
Q＝C*U2，电容值固定后，通过改变电压U进而调节无功量。
进一步地，所述CPU运算中心监测低压电动机运行过程的磁场变化和电流变化，并将监测结果发送至电容调压中心；
所述电容调压中心根据磁通门传感器接收的值计算出相对应电压值发送给伺服电机；
电容补偿容量＝0.314*电容*电压2，电容不变时，通过改变两端电压进而影响电容补偿容量；
伺服电机通过调压器与超级补偿电容连接。
进一步地，所述伺服电机通过旋转调节调压器的位置改变电容端压，进而调节跟随电抗的无功量，所述调压器为旋转式调压器。本发明的有益效果：
本申请公开了一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，运算中心根据电机运行时的扭矩计算出运行电流，一秒内进行两次采样并计算出电流变化的差值作为电容投切依据，电容值固定后，通过改变两端电压决定补偿的无功量；电机刚投入时运行效率低，无功补偿量多，随着电机正常运行，负载增大，无功增量减缓。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明系统结构示意图。
图2是本发明系统结构示意图。
图3是本发明调压中心电路示意图。
图4是本发明调压双向开关电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，包括低压电动机1和自动补偿装置2，其中，所述低压电动机1表面通过装置支架11固定有自动补偿装置2；
较优的，低压电动机1底面固定有底座；
具体的，380V交流电源进线71通过第一接线端子72接入自动补偿装置2中，低压电动机1和自动补偿装置2表面分别安装有第二接线端子73和第三接线端子74，所述第二接线端子73和第三接线端子74之间通过导线连接；
所述自动补偿装置2包括CPU运算中心3、电容调压中心4、放大器6和开关电源7，其中，开关电源7为自动补偿装置2供电；
具体的，开关电源7接入380V交流电源进线71；
所述CPU运算中心3分别与电容调压中心4、放大器6连接，具体的，CPU运算中心3还与流压变换52连接，所述流压变换52通过霍尔交流互感器53连接到三相交流电路上；
所述电容调压中心4分别与伺服电机54、电容组51连接，具体的，所述电容组51为自阻尼自愈超级电容组；
所述放大器6与低压电动机1连接，具体的，低压电动机1的电机轴12周侧固定安装有扭矩传感器13，低压电动机1上设置有磁通门传感器14；
具体的，所述扭矩传感器13采集电动机1运行时的扭矩并通过放大器6发送至CPU运算中心3，所述磁通门传感器14计算低压电动机1的感抗并通过放大器6发送至CPU运算中心3；
需要说明的是，磁通门传感器14和扭矩传感器13一秒内均进行两次采样；
其中，电容调压中心电路如图3所示，L1(A相)、L2(B相)、L3(C相)一端与低压电动机1连接，另一端通过滤波电感41分别与第一调压双向开关42、第二调压双向开关43、第三调压双向开关44一端连接，第一调压双向开关42、第二调压双向开关43、第三调压双向开关44第二端分别通过补偿电容45与零线N连接；
具体的，调压双向开关电路如图4所示，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接，第一二极管D1的阴极分别与双向二极管D3、双向二极管D4一端以及电容C1、电容C2一端连接，第二二极管D2的阴极分别与双向二极管D3以及电阻R1一端连接，电阻R2一端分别与双向二极管D4和电容C1另一端连接，电容C2另一端分别与电阻R2另一端以及双向二极管D5一端连接，电阻R1另一端与双向二极管D5另一端连接；
CPU运算中心3通过发光二极管D6接地。
实施例1
如图1所示，所述CPU运算中心3根据扭矩计算出运行电流I，进而计算出电流变化量的差值△I，并将差值△I发送至电容调压中心4；
具体的，扭矩＝9549*P/N，其中，P为功率KW,N为转速r/min；
P＝U*I，△I＝I1-I2；
电容调压中心4根据接收的△I向电容组51发送电压调整信号；
具体的，Q＝C*U2，电容值固定后，通过改变电压U进而调节无功量。
实施例2
如图2所示，所述CPU运算中心3监测低压电动机1运行过程的磁场变化和电流变化，并将监测结果发送至电容调压中心4；
所述电容调压中心4根据磁通门传感器14接收的值计算出相对应电压值发送给伺服电机54；
具体的，电容补偿容量＝0.314*电容*电压2，电容不变时，通过改变两端电压进而影响电容补偿容量；
伺服电机54通过调压器56与超级补偿电容55连接，需要说明的是，伺服电机54通过旋转调节调压器的位置改变电容端压，进而调节跟随电抗的无功量；
具体的，所述调压器56为旋转式调压器。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于，包括低压电动机(1)和自动补偿装置(2)，其中，所述低压电动机(1)表面通过装置支架(11)固定有自动补偿装置(2)；
所述自动补偿装置(2)包括CPU运算中心(3)、电容调压中心(4)、放大器(6)和开关电源(7)；
所述CPU运算中心(3)分别与电容调压中心(4)、放大器(6)连接；
所述电容调压中心(4)分别与伺服电机(54)、电容组(51)连接；
所述放大器(6)与低压电动机(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述开关电源(7)为自动补偿装置(2)供电，开关电源(7)接入380V交流电源进线(71)。
所述380V交流电源进线(71)通过第一接线端子(72)接入自动补偿装置(2)中。
所述低压电动机(1)和自动补偿装置(2)表面分别安装有第二接线端子(73)和第三接线端子(74)，所述第二接线端子(73)和第三接线端子(74)之间通过导线连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述CPU运算中心(3)还与流压变换(52)连接，所述流压变换(52)通过霍尔交流互感器(53)连接到三相交流电路上。
4.根据权利要求1所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述电容调压中心(4)的电路包括，L1、L2、L3一端与低压电动机(1)连接，另一端通过滤波电感(41)分别与第一调压双向开关(42)、第二调压双向开关(43)、第三调压双向开关(44)一端连接，第一调压双向开关(42)、第二调压双向开关(43)、第三调压双向开关(44)第二端分别通过补偿电容(45)与零线N连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：调压双向开关电路包括，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极连接，第一二极管D1的阴极分别与双向二极管D3、双向二极管D4一端以及电容C1、电容C2一端连接，第二二极管D2的阴极分别与双向二极管D3以及电阻R1一端连接，电阻R2一端分别与双向二极管D4和电容C1另一端连接，电容C2另一端分别与电阻R2另一端以及双向二极管D5一端连接，电阻R1另一端与双向二极管D5另一端连接；
所述CPU运算中心(3)通过发光二极管D6接地。
6.根据权利要求1所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述低压电动机(1)的电机轴(12)周侧固定安装有扭矩传感器(13)，所述扭矩传感器(13)一秒内均进行两次采样，扭矩传感器(13)采集电动机(1)运行时的扭矩并通过放大器(6)发送至CPU运算中心(3)。
7.根据权利要求1所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述低压电动机(1)上设置有磁通门传感器(14)，所述磁通门传感器(14)一秒内均进行两次采样，磁通门传感器(14)计算低压电动机(1)的感抗并通过放大器(6)发送至CPU运算中心(3)。
8.根据权利要求1所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述CPU运算中心(3)根据扭矩计算出运行电流I，进而计算出电流变化量的差值△I，并将差值△I发送至电容调压中心(4)；
扭矩＝9549*P/N，其中，P为功率KW,N为转速r/min；
P＝U*I，△I＝I1-I2；
电容调压中心(4)根据接收的△I向电容组(51)发送电压调整信号；
Q＝C*U2，电容值固定后，通过改变电压U进而调节无功量。
9.根据权利要求1所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述CPU运算中心(3)监测低压电动机(1)运行过程的磁场变化和电流变化，并将监测结果发送至电容调压中心(4)；
所述电容调压中心(4)根据磁通门传感器(14)接收的值计算出相对应电压值发送给伺服电机(54)；
电容补偿容量＝0.314*电容*电压2，电容不变时，通过改变两端电压进而影响电容补偿容量；
伺服电机(54)通过调压器(56)与超级补偿电容(55)连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于电动机就地补偿的无功自动补偿装置，其特征在于：所述伺服电机(54)通过旋转调节调压器的位置改变电容端压，进而调节跟随电抗的无功量，所述调压器(56)为旋转式调压器。
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