[实用新型]多功能电力电子控制装置

说明书

本实用新型属于电网与用户负载之间设置的电力系统变换设备。具体地说是一种电力控制装置。

电力控制技术随着社会电气化的进程已越来越受到重视。为了保证负载安全、高效、低耗损的运行，同时也为了节约电力和提高电网的质量，人们设计了各种专用电源、电机启动器、功率因数补偿器等等电力控制装置。特别是随着电子技术的飞速发展，电力控制装置向着更高水平迈进，已成为目前给配电技术中不可缺少的组成部分。但目前市场上的电力控制装置功能单一，所控负载性质固定，适用性差，其保护功能也不够齐全，通常要购置不同型式的控制装置造成设备利用率低，运行管理费用高，维护难度大。有的控制装置引入全自动电脑技术结构则太复杂，维修困难，特别是大容量电机启动和变负载运行过程、功率因数的调整和随机调整技术还摆脱不了传统的变容技术。因而如何简化设计，一机多用，可以实现高质而廉价的电力控制，节约电力已成为目前电力控制技术中十分关心的课题，特别是用电量较大的中小型企业。

本实用新型的目的即是提供一种新式的电力电子控制装置，使其能通过简单调整可以适应不同性质负载的配电要求和实现随负荷的变化自动完成功率因数的调整和满足高变化率的电力过渡过程，并实现多种运行状态下的自动保护。

本实用新型的结构中主要包括以下几个组成部分。（1）可调压电子开关，该部分结构在一般控制技术中常常采用，它设置在电网与用户负载之间，通过调压控制负载工作电压的调整，实现一系列的工作控制过程。（2）调压触发器，该部分结构是调压电子开关的执行部分。由触发器完成对电子开关的工作状态调整，通常在采用可控硅做开关元件时，该部分采用脉冲式移向器来完成调节执行功能。（3）控制调节器，常规技术是一个计算分析电路，它根据指令或信号分析计算出触发器状态模拟量，指令触发器发出相应的导通脉冲量。（4）控制矩阵，是本设计的关键之一，是控制过程的管理部件，它采用可编程半导体二极管矩阵电路组成。根据不同负载，不同的运行过程编程，从而决定调节电器3根据编程引入相应的取样控制量和指令信号及相应的电压、电流反馈信号做为调控模拟量的计算基础。（5）功率因数跟踪电路，该部分结构主要是采样电压、电流信号，经处理变成负载运行时功率因数状态参量，供调节器3做为控制参考值。（6）启动过程控制电路，该部分电路主要是为大功率感性负载，主要是电机起动渡过程而设计的专用控制电路，可以实现电流为基准的软启动过程，减少无功功率，提高电网质量。（7）多功能保护电路，是为保证负载运行过程中电网和用电器安全而设计的反馈信号采样电路，它提供给调节器3或直接阻断触发脉冲、保证安全用电过程。以上7部分为本实用新型的主要结构组成，其中功率因数跟踪电路5直接从供电主线采取电压、电流信号，并将计算出的cosφ转化为控制模拟量输至控制调节器3，多功能保护电路7将电负载运行的信号采样处理后送至控制矩阵4，启动控制电路6将启动转运行的信号送入控制矩阵4，再经控制矩阵4输出模拟电信号至控制调节器3，或直接输出切换信号至调节触发器2，由调节触发器2再输出移相调压或切换信号至调压电子开关1来实现调节工作电压或切换总电源。

下面结合附图进一步说明本实用新型的目的是如何现的。

图1是本实用新型的结构框图。

图2为主电路的原理图。

图3为调压触发器的接线原理图。

图4为控制调节器的电原理图。

图5为功率因数跟踪电路原理图。

图6为控制矩阵原理图。

图7为启动控制电路的电原理图。

图8为多功能保护电路实施例示意图。

其中1代表可调压电子开关，2代表调压触发器，3代表控制调节器，4代表控制矩阵，5代表功率数跟踪电路，6代表启动过程控制电路，7代表多功能保护电路。7A代表过流保护电路，7B代表相序保护电路，7C代表三相平衡保护电路。A、B、C代表三相电源线。

从图2可以看出可调压电子开关1为一组双向可控硅（KP1－KP6）串接在电力线路中，其触发极（G1－G6）接在调压触发器2的移相器的输出端，双向可控硅的导通角受触发移相器的控制从而实现工作电压的调节。