[实用新型]功率因数传感器

说明书

本实用新型涉及一种功率因数调节装置，具体地说是一种调节装置中使用的传感器。

工矿企业的功率因数自动调整装置，是根据企业的功率因数高低，自动投入或切除电容器组，进行无功补偿，使功率因数接近于1，从而达到节电和提高电网供电质量的目的。在各类功率因数调整装置中，对于电网功率因数信号的采集一般较好的方式是使用鉴相器，将交流被测电压和电流的变化转换成直流电压信号，经比较鉴别后，再经放大电路放大，送执行机构，使之动作。这种采样机构的成本较高，且机构较复杂，维修难度大。

本实用新型的目的就是提供一种结构简单的功率因数传感器，以降低成本和维修工作量。

本实用新型是这样实现的：在一根转轴上装有感应盘和转轴限位机构，感应盘边缘处有两个可分别驱动其正反向旋转的电磁线圈，感应盘上钻有一孔，在正反向转动限位处，对应开孔的感应盘两侧分别装有红外发射管和红外接收管，红外接收管与开关电路相接。本传感器中的转轴、感应盘、电磁线圈等机构可完全采用无功功率表的内部对应结构形示，这是因为无功功率表是一种能够正确计量和反映无功功率的通用计量仪表。当功率因数小于1时，其感应转盘在电磁线圈作用下做顺时针转动；当功率因数大于1（即电路呈容性负载）时，其感应转盘在电磁线圈作用下做逆时针转动；当功率因数为1时，转盘静止不动。本传感器可在无功功率表的基础上加以改装，附加限位及光电传感机构，使感应转盘在因功率因数偏离1而转动到限位处时发出光电信号，该信号经开关电路放大输出，成为电容器组投切的动作信号，由此实现功率因数采样的目的。下面结合附图对本实用新型做进一步详述。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是开关电路的电原理图。

如图1所示，感应盘2的圆心处穿有转轴1，对应盘的边缘处装有电磁线圈5，在感应盘盘面上开有孔7，盘的两侧分别装有两红外发射管8和两红外接收管9。两红外接收管9分别连接两个开关电路T、T′。在转轴1上还装有转轴限位机构，该机构是在转轴1上穿有钢丝3，U形挡块4在转轴1的下部，即转轴1在U形挡块4的凹槽内。挡块4两伸出臂在钢丝3的两侧。当钢丝3顺时针转向右侧挡臂处时限位，转轴1和感应盘2停转，盘面上的孔7两侧恰好是红外发射管8和红外接收管9所处位置。此状况是因电网功率因数小于1，而使电磁线圈驱动感应盘旋转所致。此时红外接收管9受光导通，使与之相接的开关电路T连续发出投入电容器组的信号。当执行机构动作不断投入电容器组后，功率因数则不断趋近于1。如果超过1，则感应盘在电磁线圈作用下向回转动，使钢丝离开右侧挡臂。如果功率因数恰好等于1，则在钢丝本身弹性恢复力作用下使钢丝及感应盘回摆。在这两种情况下，均使光电传感机构停止工作，开关电路截止，停止投入动作。

当钢丝3逆时针转向左侧挡臂处时限位，则感应盘盘面上的孔7两则也恰好是另一组红外发射管和红外接收管所处位置。依据上述同样原理，本传感器发出因功率因数大于1而命执行机构切除电容器组的指令。这样，本传感器就可根据功率因数情况，发出“1”、“0”、“－1”三种电平指令，供执行机构执行。

由于本传感器基本上是在现有无功功率表基础上改造完成，为适应三相电的需要和最小的改造，感应盘2可依原表的结构，设有二至三个，每个感应盘的边缘处均装有电磁线圈。图1中给出的是有两个感应盘的结构形式，电磁线圈6则装在第2个感应盘边缘处。但是无论有几个感应盘，光电传感机构也都仅在一个感应盘的两侧设置。

开关电路T及T′均可使用各种现有的通用结构形式，图2中给出了一个实用参考电路。该开关电路由三极管BG和继电器J组成，继电器线圈接于三极管BG的集电极上，保护二极管D1并接于继电器线圈的两端，偏置电阻R1串接红外接收管GD后接于电源和三极管BG的基极之间，BG的发射极串接电阻R2后接地。当二极管GD导通，则三极管BG导通，继电器J吸合，发出执行指令，依靠触点的开、闭来投切电容器组。本装置中的红外发射管和红外接收管也可用小电珠和光敏电阻替代。

本实用新型因可在现有无功功率表上加以改造，因而结构简单，可靠性好，灵敏度高，较鉴相器等通用器件的成本大为降低，且对维修技能的要求也相应降低，因而具有实际推广应用价值。