單相負載功率因數的有級補償電路制造技術

本實用新型專利技術涉及一種單相負載功率因數的有級補償電路，包括穩壓電源電路、相電壓電流信號調理電路、補償控制電路，具體包括電壓互感器VS1、電流互感器CS1、電壓跟隨器IC1、電流跟隨器IC2、處理器IC3、穩壓電源模塊U0、上固態繼電器U1、下固態繼電器U2、大補償電容C1、小補償電容C2、上三極管Q1、下三極管Q2、基準管D1、上穩壓管D2、下穩壓管D3、負載電阻R1等。本實用新型專利技術利用基于兩個過零型交流固態繼電器對兩只補償電容器進行對電網無擾動的組合切換，以實現對功率因數的三級補償控制，能滿足多數交流負載對功率因數補償控制的要求，該方法性價比高、通用性好、安全可靠。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及一種單相負載功率因數的有級補償電路，包括穩壓電源電路、相電壓電流信號調理電路、補償控制電路，具體包括電壓互感器VS1、電流互感器CS1、電壓跟隨器IC1、電流跟隨器IC2、處理器IC3、穩壓電源模塊U0、上固態繼電器U1、下固態繼電器U2、大補償電容C1、小補償電容C2、上三極管Q1、下三極管Q2、基準管D1、上穩壓管D2、下穩壓管D3、負載電阻R1等。本技術利用基于兩個過零型交流固態繼電器對兩只補償電容器進行對電網無擾動的組合切換，以實現對功率因數的三級補償控制，能滿足多數交流負載對功率因數補償控制的要求，該方法性價比高、通用性好、安全可靠。【專利說明】單相負載功率因數的有級補償電路
本技術屬于工業測控領域，涉及一種電路，特別涉及一種單相負載功率因數的有級補償電路，適用于對交流感性負載自動進行功率因數補償控制的應用場合，以提高供電、用電效能。
技術介紹
交流用電負載大多為感性負載，電流相位滯后于電壓相位，而供電、用電系統的功率因數是電能運行質量中的重要指標。目前，用于提高功率因數的常用的方案是:一是當監測到功率因數低到一定程度是，每相并聯上一只用于補償感性負載功率因數的補償電容器；二是采用基于移相控制的晶閘管投切的補償電容器，即:每各補償電容器采用兩只反并聯逆阻型晶閘管或一只雙向晶閘管進行相控方式的投切控制。現有方案的不足之處在于:一是單電容只能對一點實現較理想的補償效果；二是移相投切式將對電網產生附加的諧波污染。
技術實現思路
本技術的目的是針對現有技術存在的不足，提出一種單相負載功率因數的有級補償電路。該電路集功率因數檢測與有級組合式過零補償控制方案于一體，采用基于兩個過零型交流固態繼電器對兩只補償電容器進行電網無擾動的組合切換，以實現對功率因數的三級補償控制。本技術包括穩壓電源電路、相電壓電流信號調理電路、補償控制電路。穩壓電源電路包括穩壓電源模塊W、電源電容CO、穩壓電阻R2、基準管Dl，穩壓電源模塊UO的相供電端L端與電網相電壓端L端連接，穩壓電源模塊UO的零線端N端與電網零線端N端連接，穩壓電源模塊UO的輸出電源端+V端與穩壓電源正端VCC端、電源電容CO的一端、穩壓電阻R2的一端連接，電源電容CO的另一端接地，穩壓電阻R2的另一端與基準管Dl的陰極、基準電壓端VZ端連接，基準管Dl的陽極接地；相電壓電流信號調理電路包括電壓互感器VSl、電流互感器CSl、用電系統PUl、電壓跟隨器IC1、電流跟隨器IC2、負載電阻R1、偏壓電阻R3、電壓濾波電阻R4、電壓濾波電容C3、上穩壓管D2、偏流電阻R5、電流濾波電阻R6、電流濾波電容C4、下穩壓管D3，電壓互感器VSl的相檢測端L端與電網相電壓端L端連接，電壓互感器VSl的零線端N端與電網零線端N端連接，電壓互感器VSl的正輸出端OUTl端與電壓濾波電阻R4的一端連接，電壓互感器VSl的負輸出端0UT2端接地，電壓濾波電阻R4的另一端與電壓跟隨器ICl的正輸入端+IN端、偏壓電阻R3的一端、上穩壓管D2的陰極、電壓濾波電容C3的一端連接，偏壓電阻R3的另一端與電壓基準端VZ端連接，電壓濾波電容C3的另一端接地，上穩壓管D2的陽極接地，電壓跟隨器ICl的負輸入端-1N端與電壓跟隨器ICl的輸出端OUT端、處理器IC3的上A/D轉換接口端ADCl端連接，電壓跟隨器ICl的正電源端+V端與穩壓電源正端VCC端連接，電壓跟隨器ICl的負電源端-V端接地，用電系統PUl的相供電端L端經連線穿過電流互感器CSl的檢測孔后與電網相電壓端L端連接，用電系統PUl的零線端N端與電網零線端N端連接，電流互感器CSl的負輸出端AC2接地，電流互感器CSl的正輸出端ACl與負載電阻Rl的一端、電流濾波電阻R6的一端連接，負載電阻Rl的另一端接地，電流濾波電阻R6的另一端與電流跟隨器IC2的正輸入端+IN端、偏流電阻R5的一端、下穩壓管D3的陰極、電流濾波電容C4的一端連接，偏流電阻R5的另一端與電壓基準端VZ端連接，電流濾波電容C4的另一端接地，下穩壓管D3的陽極接地，電流跟隨器IC2的負輸入端-1N端與電流跟隨器IC2的輸出端OUT端、處理器IC3的下A/D轉換接口端ADC2端連接，電流跟隨器IC2的正電源端+V端與穩壓電源正端VCC端連接，電流跟隨器IC2的負電源端-V端接地；補償控制電路包括處理器IC3、鐘振U3、上三極管Ql、下三極管Q2、上基極電阻R7、下基極電阻R8、大補償電容Cl、小補償電容C2、上固態繼電器U1、下固態繼電器U2,處理器IC3的電源端VCC端與穩壓電源正端VCC端連接，處理器IC3的地端GND端接地，處理器IC3的時鐘端XT端與鐘振U3的輸出端OUT連接，鐘振U3的電源端+V端與穩壓電源正端VCC端連接，鐘振U3的地端GND端接地，處理器IC3的第I輸出端01端與上基極電阻R7的一端連接，處理器IC3的第2輸出端02端與下基極電阻R8的一端連接，上基極電阻R7的另一端與上三極管Ql的基極b端連接，上三極管Ql的射極e端接地，上三極管Ql的集電極c端與上固態繼電器Ul的負輸入端-1N端連接，下基極電阻R8的另一端與下三極管Q2的基極b端連接，下三極管Q2的射極e端接地，下三極管Q2的集電極c端與下固態繼電器U2的負輸入端-1N端連接，上固態繼電器Ul的正輸入端+IN端、下固態繼電器U2的正輸入端+IN端均與穩壓電源正端VCC端連接，上固態繼電器Ul的第I交流端ACl端、下固態繼電器U2的第I交流端ACl端均與電網相電壓端L端連接，上固態繼電器Ul的第2交流端AC2端與大補償電容Cl的一端連接，下固態繼電器U2的第2交流端AC2端與小補償電容C2的一端連接，大補償電容Cl的另一端、小補償電容C2的另一端均與電網零線端N端連接。本技術的有益效果如下:本技術利用基于兩個過零型交流固態繼電器對兩只補償電容器進行對電網無擾動的組合切換，以實現對功率因數的三級補償控制，能滿足多數交流負載對功率因數補償控制的要求，該方法性價比高、通用性好、安全可靠。該電路方法容易擴展應用于三相交流負載系統的功率因數補償控制中。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本技術的電路圖?！揪唧w實施方式】下面結合附圖對本技術作進一步說明。如圖1所示，單相負載功率因數的有級補償電路，包括穩壓電源電路、相電壓電流信號調理電路、補償控制電路。穩壓電源電路包括穩壓電源模塊UO、電源電容CO、穩壓電阻R2、基準管DI，穩壓電源模塊UO的相供電端L端與電網相電壓端L端連接，穩壓電源模塊UO的零線端N端與電網零線端N端連接，穩壓電源模塊UO的輸出電源端+V端與穩壓電源正端VCC端、電源電容CO的一端、穩壓電阻R2的一端連接，電源電容CO的另一端接地，穩壓電阻R2的另一端與基準管Dl的陰極、基準電壓端VZ端連接，基準管Dl的陽極接地；相電壓電流信號調理電路包括電壓互感器VSl、電流互感器CSl、用電系統PUl、電壓跟隨器IC1、電流跟隨器IC2、負載電阻R1、偏壓電阻R3、電壓濾波電阻R4、電壓濾波電容C3、上穩壓管D2、偏流電阻R5、電流濾波電阻R6、電流濾波電容C4、下穩壓管D3，電壓互感器VSl的相檢測端L端與電網相本文檔來自技高網...

【技術保護點】
單相負載功率因數的無擾動多級補償電路，包括穩壓電源電路、相電壓電流信號調理電路、補償控制電路，其特征在于：穩壓電源電路包括穩壓電源模塊U0、電源電容C0、穩壓電阻R2、基準管D1，穩壓電源模塊U0的相供電端L端與電網相電壓端L端連接，穩壓電源模塊U0的零線端N端與電網零線端N端連接，穩壓電源模塊U0的輸出電源端+V端與穩壓電源正端VCC端、電源電容C0的一端、穩壓電阻R2的一端連接，電源電容C0的另一端接地，穩壓電阻R2的另一端與基準管D1的陰極、基準電壓端VZ端連接，基準管D1的陽極接地；相電壓電流信號調理電路包括電壓互感器VS1、電流互感器CS1、用電系統PU1、電壓跟隨器IC1、電流跟隨器IC2、負載電阻R1、偏壓電阻R3、電壓濾波電阻R4、電壓濾波電容C3、上穩壓管D2、偏流電阻R5、電流濾波電阻R6、電流濾波電容C4、下穩壓管D3，電壓互感器VS1的相檢測端L端與電網相電壓端L端連接，電壓互感器VS1的零線端N端與電網零線端N端連接，電壓互感器VS1的正輸出端OUT1端與電壓濾波電阻R4的一端連接，電壓互感器VS1的負輸出端OUT2端接地，電壓濾波電阻R4的另一端與電壓跟隨器IC1的正輸入端+IN端、偏壓電阻R3的一端、上穩壓管D2的陰極、電壓濾波電容C3的一端連接，偏壓電阻R3的另一端與電壓基準端VZ端連接，電壓濾波電容C3的另一端接地，上穩壓管D2的陽極接地，電壓跟隨器IC1的負輸入端?IN端與電壓跟隨器IC1的輸出端OUT端、處理器IC3的上A/D轉換接口端ADC1端連接，電壓跟隨器IC1的正電源端+V端與穩壓電源正端VCC端連接，電壓跟隨器IC1的負電源端?V端接地，用電系統PU1的相供電端L端經連線穿過電流互感器CS1的檢測孔后與電網相電壓端L端連接，用電系統PU1的零線端N端與電網零線端N端連接，電流互感器CS1的負輸出端AC2接地，電流互感器CS1的正輸出端AC1與負載電阻R1的一端、電流濾波電阻R6的一端連接，負載電阻R1的另一端接地，電流濾波電阻R6的另一端與電流跟隨器IC2的正輸入端+IN端、偏流電阻R5的一端、下穩壓管D3的陰極、電流濾波電容C4的一端連接，偏流電阻R5的另一端與電壓基準端VZ端連接，電流濾波電容C4的另一端接地，下穩壓管D3的陽極接地，電流跟隨器IC2的負輸入端?IN端與電流跟隨器IC2的輸出端OUT端、處理器IC3的下A/D轉換接口端ADC2端連接，電流跟隨器IC2的正電源端+V端與穩壓電源正端VCC端連接，電流跟隨器IC2的負電源端?V端接地；補償控制電路包括處理器IC3、鐘振U3、上三極管Q1、下三極管Q2、上基極電阻R7、下基極電阻R8、大補償電容C1、小補償電容C2、上固態繼電器U1、下固態繼電器U2，處理器IC3的電源端VCC端與穩壓電源正端VCC端連接，處理器IC3的地端GND端接地，處理器IC3的時鐘端XT端與鐘振U3的輸出端OUT連接，鐘振U3的電源端+V端與穩壓電源正端VCC端連接，鐘振U3的地端GND端接地，處理器IC3的第1輸出端O1端與上基極電阻R7的一端連接，處理器IC3的第2輸出端O2端與下基極電阻R8的一端連接，上基極電阻R7的另一端與上三極管Q1的基極b端連接，上三極管Q1的射極e端接地，上三極管Q1的集電極c端與上固態繼電器U1的負輸入端?IN端連接，下基極電阻R8的另一端與下三極管Q2的基極b端連接，下三極管Q2的射極e端接地，下三極管Q2的集電極c端與下固態繼電器U2的負輸入端?IN端連接，上固態繼電器U1的正輸入端+IN端、下固態繼電器U2的正輸入端+IN端均與穩壓電源正端VCC端連接，上固態繼電器U1的第1交流端AC1端、下固態繼電器U2的第1交流端AC1端均與電網相電壓端L端連接，上固態繼電器U1的第2交流端AC2端與大補償電容C1的一端連接，下固態繼電器U2的第2交流端AC2端與小補償電容C2的一端連接，大補償電容C1的另一端、小補償電容C2的另一端均與電網零線端N端連接。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳德傳，盧玲，范利良，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：新型
國別省市：浙江;33