CN1901107A - 一种可变电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可变电抗器，它包括主绕组(202)，它还包括控制绕组(203)、功率变换电路(204)；控制绕组(203)的两端与功率变换电路(204)连接。与现有技术相比，本发明具有以下优点：1.可变电抗器包括功率变换电路；功率变换电路容易通过控制器控制，为实现可变电抗器的智能化控制创造了条件。2.可变电抗器包括控制绕组；可变电抗器谐波分量大部分由控制绕组吸收，起到了良好的滤波效果，进而反映在电源上的谐波较小，对电网供电有利，同时也将降低了谐波污染。3.功率变换电路可实现对可变电抗器的无级调控。

Description

一种可变电抗器

技术领域

本发明涉及电抗器，特别是可变电抗器。

背景技术

目前，可变电抗器已在很多领域广泛使用，如中国专利公告号CN2636498Y公开的“磁饱和式电动机调压起动器”，该电动机调压起动器包括可变电抗器，可变电抗器包括主绕组、接触器，主绕组的两端分别与接触器的两个脚连接，主绕组串联在电源和电机之间。可变电抗器的接触器由具有定时器和启动指示器的控制器控制。该电动机调压起动器中的可变电抗器，控制器通过接触器控制可变电抗器，接触器只能分级调控，控制方式只能采用定时控制，控制器的结构复杂，控制方式简单，无法实现智能化控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可变电抗器，该可变电抗器能无级调控，可智能化控制。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种可变电抗器，它包括主绕组、控制绕组、功率变换电路；控制绕组的两端与功率变换电路连接。

上述方案中，功率变换电路包括晶闸管电路，控制绕组的两端与晶闸管电路的电流输出端连接。

上述方案中，功率变换电路还包括触发单元，触发单元包括用于接收控制器控制信号的给定电流输入端；触发单元的触发输出端与晶闸管电路的触发输入端连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、可变电抗器包括功率变换电路；功率变换电路容易通过控制器控制，为实现可变电抗器的智能化控制创造了条件。

2、可变电抗器包括控制绕组；可变电抗器谐波分量大部分由控制绕组吸收，起到了良好的滤波效果，进而反映在电源上的谐波较小，对电网供电有利，同时也将降低了谐波污染。

3、功率变换电路可实现对可变电抗器的无级调控。

4、功率变换电路包括晶闸管电路，晶闸管串联交流调压固态软起动方法与液态软起动方法相比，具有明显的技术优势和价格优势。

5、功率变换电路包括触发单元，使得单片机对可变电抗器的控制较为容易。

附图说明

图1为具有本发明可变电抗器实施例的电机软起动装置的结构示意图

图2为晶闸管电路的电路原理图

图3为触发单元的电路原理图

图4为控制器的结构框图

图5为控制器的电路原理图

图6为具有本发明可变电抗器实施例的路灯起动装置的结构示意图

具体实施方式

如图1所示的具有本发明可变电抗器实施例的电机软起动装置，它为与0.4-10KV三相电机配套使用的电机的软起动装置。电机软起动装置包括本发明可变电抗器2实施例。

本发明可变电抗器2实施例包括导磁铁芯201、主绕组202、控制绕组203、功率变换电路204，主绕组202分别串联在三相电源和负载(电机)1之间，主绕组202的负载1连接端与电机的定子或转子连接。；控制绕组203的两端与功率变换电路204连接。

软起动装置还包括起动开关K1、运行开关K2；起动开关K1串联在可变电抗器2与电源之间；运行开关K2与可变电抗器2、起动开关K1并联。

软起动装置还包括用于控制可变电抗器2的控制器3、用于测量线路上电压和电流的传感器4，传感器4的输出端与控制器连接。传感器4采用互感器HL-10/0.1。

控制器3通过功率变换电路控制可变电抗器2。起动开关K1、运行开关K2由控制器控制。

功率变换电路204包括晶闸管电路，控制绕组203的两端与晶闸管电路的电流输出端连接。如图2所示，三个控制绕组203的地线与Na端连接，输入端分别与电流输出端a₀、b₀、c₀连接。

功率变换电路204包括触发单元，触发单元的触发输出端与晶闸管电路的触发输入端连接；如图3所示，触发单元的触发输出端U1-U6与晶闸管电路的触发输入端V1-V6连接，触发单元的给定电流输入端(电流给定)可与控制器(单片机)的给定电流输出端AOUT连接(如图5所示)。

如图4所示，控制器3包括模拟信号输入/输出端、开关量信号输入/输出端。传感器4输出端与模拟信号输入端连接。起动开关K1、运行开关K2由控制器开关量信号输出端输出信号控制。控制器3为单片机。

依据当前的水平，单片机可以选用8031，8051，8096系列单片机。如图5所示，本实施例1的控制器使用了AT89C51单片机。传感器4的输出端与单片机的输入端U6连接。

单片机系统由晶振Y1、电容C1和C2与单片机X1、X2脚相连组成时钟电路，按键S1、电阻R1、R3和电容C3组成复位电路，锁存器U2(74HC573)为单片机总线扩展电路。

模拟量输入部分U6用来进行电压和电流信号的采集。将传感器获得的电压和电流信号输入A/D转换器完成从模拟量到数字量的转换。

A/D转换器可以选用ADC0809、TLC1543等A/D转换芯片，本控制器使用TLC1543A/D转换芯片。TLC1543的A0～A10模拟量输入引脚分别连接模拟量输入信号，EOC、CLK、DIN、DOUT、CS引脚分别与AT89C51的P1.0～P1.4引脚连接。

单片机的给定电流输出端AOUT；模拟量输出部分用来将数字量转换为模拟量，经过调理后输出一定的直流电压给功率变换单元，作为功率变换单元的给定。

D/A转换芯片采用TLC5615，TLC5615是一个串行10位DAC芯片，只需要3根串行总线就可以完成10位数据的串行输入，易于和工业标准的微处理器接口，适用于工业控制场合。

将TLC5615的DIN、SCLK和CS脚分别与AT89C51的I/O口(P1.5、P1.6和P1.7)相连，输出脚OUT输出D/A转换结果。

TLC5615的转换结果经过运算放大器组成的同相比例放大电路放大为功率变换单元所需要的给定电压。

AT89C51单片机通过8255扩展I/O口。8255有三个8位的并行口，端口可以编程为普通I/O口，也可以编程为选通I/O口和双向传输口。8255的D0～D7脚与AT89C51单片机的数据总线相连，A1，A0与单片机的地址总线相连。三个端口中，端口A和端口C的高4为扩展为输入口，端口B和端口C的低4位扩展为输出口，这样，就扩展了12个输入口和12个输出口。

输入的开关量输入到由8255扩展的输入口中，这样通过查询的方式即可取得输入的结果。部分需要快速响应的开关量，如启动、停止、故障等按照优先级的高低顺序接入优先编码器74HC148的8个输入引脚，74HC148的A0、A1和A2脚与AT89C51的P2.0、P2.1和P2.2连接，74HC148的GS脚与AT89C51的外部中断引脚INT0连接，这样，当这几个开关量输入时，AT89C51单片机就会转到中断服务程序，从而保证了对输入信号的及时响应。

如上一段所述，通过8255的端口B和端口C的低4位扩展了12个输出口。输出口驱动微型继电器。微型继电器线圈工作电压为12VDC，触点切换电压为24VDC，使用微型继电器的常开开关，当线圈吸合时，常开开关闭合，即可提供24VDC的开关量输出，用来控制起动开关K1、运行开关K2。

控制器3的软件流程可先检测是否允许起动。当无报警信号、无故障信号、无停止信号及各个开关的闭合或断开状态均正常时产生允许起动的信号，起动开始。合起动开关，切换到起动回路中，然后进入起动程序模块。

起动结束后，合运行开关，跳起动开关，由起动回路切换到运行回路，电机正常运行。

电机运行结束后，产生停止信号，合起动开关，跳运行开关，切换到起动回路，然后，控制电机两端电压逐步减小，直到电机停止转动，最后结束整个流程。

如图6所示的具有本发明可变电抗器实施例的路灯起动装置，它为在220-380V单相电源上使用路灯起动装置。路灯起动装置包括本发明可变电抗器2、传感器4、控制器3。

可变电抗器2包括导磁铁芯201、一个主绕组202、一个控制绕组203、功率变换电路204，主绕组202串联在电源和负载(路灯)1之间。控制绕组203的两端与功率变换电路204连接。可变电抗器2由控制器3控制。

传感器4的输出端与控制器3连接。主绕组202与电源之间设有起动开关K1，起动开关K1由控制器3控制。

Claims (3)

1、一种可变电抗器，它包括主绕组(202)，其特征在于：它还包括控制绕组(203)、功率变换电路(204)；控制绕组(203)的两端与功率变换电路(204)连接。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：功率变换电路(204)包括晶闸管电路，控制绕组(203)的两端与晶闸管电路的电流输出端连接。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于：功率变换电路(204)还包括触发单元，触发单元包括用于接收控制器控制信号的给定电流输入端；触发单元的触发输出端与晶闸管电路的触发输入端连接。

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