CN86105273A

CN86105273A - 功率因数调整装置

Info

Publication number: CN86105273A
Application number: CN198686105273A
Authority: CN
Inventors: 高田重利
Original assignee: Shinwa Giken Co Ltd
Current assignee: Shinwa Giken Co Ltd
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1988-03-02

Abstract

功率因数调整装置，其中三个电容器的每一个分别接到三相配电线的每相中，它在配电线上所接的负荷开路时，以约为最大线电压进行初步充电，以减小电容器在合闸时所发生的冲击波，且应用此法可省去常规用的放电线圈。

Description

本发明涉及功率因数调整装置。

三相电路用的常规功率因数调整装置是由连接或△形的电容器1a′，1b′，1c′与串联电抗器2a′，2b′，2c′并联及V形连接的放电线圈3a，3b复合组成，如图1所示。该装置通过一台与开关4′同步的开关4接于有负荷的配电线上。

设置所述的放电线圈3a，3b是为了在负荷开断时的一定时间内使电容器1a′，1b′，1c′放电之用，这样以便把由于在线电压和残留在电容器上的电荷之间冲击可能造成高的冲击波吸收，但是它们不可能完全地吸收掉所述的冲击波。

这种能发出冲击扰动的设备或装置有时对装在其附近的计算机影响很坏，例如由于冲击干扰而将存储器的记忆内容改变，尽管设有放电线圈也难免如此，这个问题对诸如存有重要财政数据的一些存储器，问题是十分严重的。

此外，在需作快速转换的时候，由于所述的放电线圈的操作项目所占用的时间太长，从几秒到几分钟，而且线圈随着所述负荷的开关转换而快速同步转换的结果会造成过负荷运行以致损坏。

由于出现的上述常见的问题，本发明的目的即在于，把三个电容器的每个接到三相配电线路的每一相，在接于配电线上的负荷被断开时，用约最大线电压初步对每个电容器充电，并且是在线电压处于或近于在负荷被接通后的最大值时开始对所述电容器充电。

因此，本发明的主要目的即在于把冲击波减小到一定电平，以致不会危害有如计算机那样的电气装置。

另一个发明目的是去消常规用的放电线圈和消除了由于电容器放电所造成的电力损失。

本发明所提供的接于三相配电线路与负荷连系的功率因数调整装置包括有：接成△形的电路，它具有三个串联回路，每回路包括有电容器及与其串联相接的一只可控硅和半导体二极管，后两者为反极性地并联连接，每个串联回路并附加有一个串联电抗器和一个控制可控硅导通时间的开关控制单元，借此使三相中的每个电容器在负荷被连接到配电线上时以接近最大线电压首先进行充电，其次在负荷已被切除后配电线的线电压接近最大值时，进行切除。

现在举例对本发明的实施方案参照下述附图说明于后。

图1，为常规的功率因数调整装置接线图;

图2，为本发明的功率因数调整装置实施方案的接线图;

图3，为线电压、电容器电压、电容器电流、可控硅电压、以及可控硅控制极电压的波形时间表，用于本发明的电路中;

图4（a）和4（b），为解释电抗器作用的波形图;

图5，为本发明的另一实施方案接线图;

图6，为转换可控硅用的开关控制单元的接线图。

本发明的第一实施方案示于图2，它是通过一个开关控制电路7连接到配电线路，所示的△形连接的电路是由三个串联回路组成，其中的每个回路设有：一个二极管5和一个可控硅6，它们极性相反地并联连接;一个电容器1和一个电抗器2。

现对三相电路中一相的操作描述于下：

可控硅6受开关控制单元7的控制，它与接于配电线上的开关同步动作。图3为所述的电路在开关控制单元7的控制下复合成的几个波形的时间表。

在图3中，（a）表示线电压Vm的波形，（b）表示电容器电压Vc的波形，（c）表示电容器电流Ic的波形，（d）表示可控硅电压Vs的波形，（e）表示可控硅6的控制极电压V_G的波形。

在时间To时，负荷合闸，可控硅6导通而电容器1投入运行起功率因数调整器作用。

电容器1约以最大线电压Vo通过二极管5进行充电，而可控硅6的截止则取决于负荷被断开还是接通，如图3（b）所示。

因此，为了消除冲击波，可控硅6在线电压Vm处于或近于其最大值时导通，并电容器1被充电，该最佳时间为图3中的T，这时Vm最大。

故在时间T₁时，开关控制单元7加电压V_G于可控硅6的控制极而使其导通，如图3（e）所示。在这种情况下，控制极电压V_G的波形不是可控硅的常规的脉冲波，而是在时间T₁上升到并在时间T₂消失的常数波。

当线电压Vm低于电容器电压Vc时可控硅6导通，与其相反的二极管5则在线电压Vm高于电容器Vc时导通，由于所述的可控硅或所述的二极管接连地导通，故复合成的电容器电压Vc和电容器电流Ic如图3（b）和（c）所示。

在时间T₂时，负荷从配电线上断开，而可控硅6的控制极电压V_G被切除，电容器通过二极管5开始充电直充到时间T₃，此时线路电压为最大且电容器电流为零。二极管5使电容器1在负荷开路时保持到线电压，这是因为二极管在每半周线电压中补给电容器1漏电流的缘故、甚至虽然可控硅6的控制极电压V_G在T₄时间被切除，但可控硅6从时间T₄到T₅仍在导通，并且二极管从时间T₅到T₃导通。

设置在常规的串联电抗器2′位置处的电抗器2连续地将畸变的波形整到理想状态，也即它运行于如图4（a）和（b）中所示的波形整形器，图中的（a）和（b）是电流波形，图4（a）是无电抗器2时的、图4（b）是有电抗器2时的波形。

电抗器的允许电流能力可为常规电抗器的一半，所以该电抗器具有较小容量、较低造价的优越性。

当然，如果不要求上述的优越性，则也可按常规方法将电抗器2 Ra、2 Sb和2 Tc接线成图5中所示。

现将实施本发明的开关控制单元17解释如下。

图6所示为一相开关控制单元之例。相应于线电压的信号输入到端子P₁，相应于负荷电流的信号输入到端子P₂，而可控硅的控制极电压则由端子3输出。从端子P₁来的电压信号Sv通过一个检测电路71输入到“与”门74，该电路71在线电压达到其最大值时产生一个脉冲波，电流信号S₁通过一个检测电路72输入到“与”门74，该电路72在负荷合闸时产生一个脉冲波，然后，“与”门74的输出信号被加到一个置位复位电路76的置位端Ps上。另一方面，从端子P₂来的信号通过一个检测电路73输入到该置位复位电路76的复位端P_RS上，该电路73在负荷开路时产生一个脉冲波。

在这个单元中，该置一复位电路76被整定到在负荷合闸后线电压达到其最大值时置位，并且在负荷开路时复位，即这样地在端子P₃处产生电压V_G供给可控硅的控制极。

如上所述，本发明的装置和方法是能够在线电压为最大时该电容器以此约为最大线电压进行初次充电，这样以便减少在负荷合闸时发生的冲击波。本发明还特别适用于装有精确电气设备（如计算机）的建筑中应用的功率因数调整装置。

进一步讲，本发明由于采用高保真度的开关控制电路而缩短了电容器的充电时间，故本装置能适用于快速转换的条件。

此外，本发明的装置能节省由于放电所带来的功率损耗，因为它没有放电线圈，并且本发明所用的电抗器是与配电线路并联相接，但与常规的串联电抗器接法起类同的效果。尤其是，本发明中用的电抗器允许约为常规串联电抗器电流容量的一半。

Claims

1、用于通过三相配电线路与负荷连系的功率因数调整装置，其特征为包括有一个△形接线的电路，它具有三个“串联回路”，每个“串联回路”包括有一个可控硅和一个半导体二极管反极性地并联相接再与一个电容器串联相接，并且每个“串联回路”附加有三个中一个相应的电抗器和一个开关控制单元，用于将可控硅定时导通，借此而将三个电容器的每一个在负荷被接到该配电线时以接近于最大的线电压首先进行充电，并且其次在负荷已被断开后当配电线上的线电压接近其最大值时进行切除。

2、按照权利要求1的功率因数调整装置，其中每个“串联回路”包括有三个电抗器中相应的一个电抗器。

3、按照权利要求1的电压调整装置，其中每个“串联回路”通过三个电抗器中相应的一个电抗器与配电线路相接。

4、按照权利要求2或3的功率因数调整装置，其中该开关控制单元包括有：每相一个“与”门，用于总加该对应于最大线电压的脉冲信号和对应于负荷断开的脉冲信号;一个置位复位电路，用以输入所述“与”门的输出和相应于接通负荷的脉冲信号。