[发明专利]一种程控式电感的节能及反压吸收保护系统

说明书

本发明公开了一种程控式电感的节能及反压吸收保护系统，包括三相交流电源，所述三相交流电源与集电环连接，所述集电环与空开电连接，所述空开与全控桥晶闸管的交流输入端电连接，所述全控桥晶闸管的正极、负极均与电磁铁感性负载电连接，所述电磁铁感性负载的两端设有并联电路。本发明通过在主回路输出的正负极之间增加由二极管与接触器构成的组合电路或晶闸管可有效提高大型电感在励磁时的系统电网侧功率因数、降低输入相电流、降低控制系统的温升、提高系统用电效率、降低系统中功率器件的温升、大幅降低对电网的传导干扰，杜绝大型电感在励磁过程中因线路接触不好或者线路突然断开而产生的高反压损坏系统内元件的问题。

技术领域

本发明涉及电磁设备控制技术领域，具体来说，涉及一种程控式电感的节能及反压吸收保护系统。

背景技术

目前绝大多数大型电感如电磁铁、电磁式除铁器或者电磁式磁选等设备的励磁退磁控制系统几乎都采用晶闸管为功率器件构成三相全控整流系统，这些控制系统的工作过程一般包含励磁、逆变，所述励磁为建立励磁电流即电能转化为磁场能过程，所述逆变为励磁电流快速衰减即磁场能转电能过程。有些大型电感的控制还包括反向励磁如电磁铁和反向逆变，所谓反向消磁是指建立反向的励磁电流来建立反向磁场以抵消本体的剩磁，也是电能转磁场能的过程；反相逆变是指将反向励磁电流快速衰减，也是磁场能转电能的过程，这些工作过程中励磁是过程时间最长也最主要的过程，上述可控整流系统在励磁过程中都存在以下三方面的缺陷：

第一：系统电网侧功率因数低、系统用电效率低，晶闸管为功率器件构成三相全控整流系统的移相角范围0-150电度角，由于大型电感属于感性负载，当移相角大于60电度角以后其输出电压波形中开始出现负值成分，这种情况下输出电压波形如附图14所示，其输出电压波形中有正压成分同时还有负压成分，其正压波形对应的期间为电网对感性负载做功的期间即电能转磁场能的过程，其负压波形对应的期间为感性负载对电网做功的期间即磁场能转电能并馈送至电网的过程，也就是说当移相角大于60以后系统与电网之间在进行能量的高频往返传送，因此系统电网侧功率因数开始大幅下降，当移相角接近150电度角时系统电网侧功率因数接近零，因此系统用电效率很低。

第二：对电网的传导干扰大，当移相角大于60电度角以后，由于系统与电网之间进行能量的高频往返传送，势必会造成电网中各相电流的高次谐波成分剧增，因此系统对电网的传导干扰很大，且这种干扰随着移相角增加而增强，这种干扰可以严重影响同电网的其它电气设备运行，严重时可以导致同电网的其它电气设备无法工作。

第三：对反压吸收能力严重不够，当这一类控制系统在正常励磁过程中突然发生断线例如天车的滑线与集电环突然脱开、线路上的熔断器突然熔断、空气开关突然过载而断开等原因势必会造成输出电流的突变，由于电感量很大的感性负载在通电过程中储存相当多的磁场能，一般的电磁铁的电感量为几个亨利，其额定电流一般是100安培数量级，这样的电磁铁通电后储存的磁场能一般为10000焦耳数量级，这样的负载在电流发生突变时会产生很高的反压，一般可达数千伏数量级，这样的高反压足以损毁电控系统中的许多元器件，目前这一类电控系统针对吸收反压几乎都是采用压敏电阻吸收，其主回路原理图如附图6所示，压敏电阻对反压吸收的极限值一般都只有几千焦耳，严重不足以吸收大型电感所储存的磁场能。当移相角小于60度且运行过程中滑线与集电环突然脱开瞬间反压波形如附图12所示，当移相角大于60度且运行过程中滑线与集电环突然脱开瞬间反压波形如附图16所示。

针对上述问题，目前还没有有效的解决办法。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种程控式电感的节能及反压吸收保护系统，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：