组合电容补偿装置及连接方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种组合电容补偿装置及连接方法，涉及感性负载高频大电流供电系统的技术领域，电容补偿网络包括多个电容补偿支路。电容补偿支路包括：一个电容器、至少三个继电器开关，电容器的一个极板连接有输入线端子、第一串并联端子，电容器的另一个极板连接有输出线端子、第二串并联端子。控制单元的处理器用于计算电容补偿网络的连接方式并控制电容补偿支路接入系统供电总线的方式，处理器计算电容补偿网络的连接方式并控制电容补偿支路接入系统供电总线的方式时，优先考虑的串联电容器数量的计算，因而可实现尽可能多的电容器串联的接入方式。

Combined Capacitance Compensation Device and Connection Method

The invention provides a combined capacitance compensation device and a connecting method, which relates to the technical field of high frequency and high current power supply system with inductive load. The capacitance compensation network comprises a plurality of capacitance compensation branches. Capacitance compensation branch includes a capacitor and at least three relay switches. One plate of the capacitor is connected with an input line terminal and a first series-parallel terminal. The other plate of the capacitor is connected with an output line terminal and a second series-parallel terminal. The processor of the control unit is used to calculate the connection mode of the capacitance compensation network and control the connection mode of the capacitance compensation branch to the power supply bus of the system. When the processor calculates the connection mode of the capacitance compensation network and controls the connection mode of the capacitance compensation branch to the power supply bus of the system, the priority is given to the calculation of the number of series capacitors, so that as many capacitors can be connected in series as possible. Way.

【技术实现步骤摘要】
组合电容补偿装置及连接方法
本专利技术涉及感性负载高频大电流供电系统
，尤其是涉及一种组合电容补偿装置及连接方法。
技术介绍
感性负载高频大电流供电系统工作时，由于电缆上存在的分布电感和负载电感会导致高频电流下降，通常可使用电容补偿装置用来抵消感性负载退高频电流的阻碍作用，在组建RLC谐振网络时，电容补偿网络有很多种选择，本技术方案旨在提出一种通过电容补偿支路的串并联任意组合得到最接近满足谐振要求的等效电容值，同时尽量采用电容串联方式组建的电容补偿网络，以减小对电容耐压值的要求，满足电容补偿装置对设备成本和设备安装的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于尽可能多的采用电容串联连接方式的电容补偿网络，以减小对单个电容耐压值的要求。第一方面，本专利技术实施例提供了一种组合电容补偿装置，包括设置于系统供电总线上的电容补偿网络及控制单元。电容补偿网络包括多个电容补偿支路。电容补偿支路包括：一个电容器、至少三个继电器开关，电容器的一个极板连接有输入线端子、第一串并联端子，电容器的另一个极板连接有输出线端子、第二串并联端子，输入线端子用于与系统供电总线的输入线连接，输出线端子用于与系统供电总线的输出线连接，第一串并联端子用于与相邻电容补偿支路的第二串并联端子连接，第二串并联端子用于与相邻电容补偿支路的第一串并联端子连接。控制单元包括处理器，处理器用于计算电容补偿网络的连接方式并控制电容补偿支路接入系统供电总线的方式。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述电容补偿支路中的至少三个继电器开关包括：设置于电容器与输入线端子之间的第一继电器，设置于电容器与输出线端子之间的第二继电器，设置于电容器与第一串并联端子之间的第三继电器。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述电容补偿支路中的至少三个继电器开关包括：设置于电容器与输入线端子之间的第一继电器，设置于电容器与输出线端子之间的第二继电器，设置于电容器与第二串并联端子之间的第三继电器。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，电容补偿支路还包括与控制单元的连接器连接的第一控制信号传输线、与控制单元的连接器连接的第二控制信号传输线、与控制单元的连接器连接的第三控制信号传输线，处理器通过第一控制信号传输线控制第一继电器的开关状态，处理器通过第二控制信号传输线控制第二继电器的开关状态，处理器通过第三控制信号传输线控制第三继电器的开关状态。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，第一控制信号传输线、第二控制信号传输线、第三控制信号传输线通过磁耦合或光耦合的隔离方式控制继电器开关的开关状态。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，处理器还包括串行口，控制单元通过处理器的串行口接收系统供电总线的发射机发送的设置数据，所述设置数据包括系统供电总线需要插入的目标电容值。控制单元还通过处理器的串行口将工作状态数据发送至系统供电总线的发射机中，该工作状态数据包括组合电容补偿装置是否设置成功信号、最终实现的电容补偿网络的实际等效电容值。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，每个电容补偿支路中的电容器均相同。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，多个电容补偿支路中的电容器为无感电容。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述多个电容补偿支路接入系统供电总线的可能的接入方式包括：串联接入、并联接入、短路连接和旁路连接。第二方面，本专利技术实施例还提供一种组合电容补偿装置的连接方法，包括：多个电容补偿支路中的电容器的电容值均为C，电容补偿支路的个数为N，目标电容值为Cx。电容补偿网络中的串联支路的个数为Np，每个串联支路中的电容补偿支路数为ns，第p个串联支路中的第s个电容补偿支路为Bps，第Bps个电容补偿支路的继电器开关分别为Kps1、Kps2、Kps3，与该继电器开关箱配合的控制信号传输线分别为Sps1、Sps2、Sps3。计算每个串联支路内串接的电容器的数量ns：其中，ns为1到N之间可取的最大自然数。计算串联支路的数量Np：Np为保证Npns<N的最大整数。根据ns和Np计算电容补偿网络所实现的实际等效电容值Cy。如果Cy>Cx，则依次将剩余未接入的电容器串联入电容补偿网络的串联支路中，直至Cy与Cx的差值最小时停止串入。如果Cy<Cx，则依次减少电容补偿网络中串联支路中串联入的电容器数量，直至Cy与Cx的差值最小时停止减少。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本装置在系统供电总线上设置电容补偿网络，电容补偿网络与系统供电总线形成RLC谐振网络，作为电容补偿网络的基本单元，电容补偿支路具有良好的扩展结构及灵活精确的接入控制方法，处理器计算电容补偿网络的连接方式并控制电容补偿支路接入系统供电总线的方式时，优先考虑的串联电容器数量的计算，因而可实现尽可能多的电容器串联的接入方式，对电容补偿网络内的单个电容器的耐压值要求较低，进而可实现设备整体小体积和低成本的目的。此外，由于组合电容补偿装置需要根据供电电流及工作频率的变化而经常调整实际等效电容值，本装置的电容补偿支路接入系统供电总线的方式灵活可选且控制速度快、控制精准度高，可快速实现实际等效电容值最接近于目标电容值，具有控制简单、RLC谐振补偿效果好、实际等效电容值调整速度快及适用范围广泛等优点。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的组合电容补偿装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的电容补偿支路的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的电容补偿网络的连接结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的供电网络的示意图；图5为本专利技术实施例提供的三个电容补偿支路的连接电路图；图6为本专利技术实施例提供的三个电容补偿支路的连接电路图；图7为本专利技术实施例提供的三个电容补偿支路的连接电路图；图8为本专利技术实施例提供的三个电容补偿支路的连接电路图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图4所示，系统供电总线包括输入线和输出线，标记输入线为LineH，标记输出线为Lin本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种组合电容补偿装置，包括设置于系统供电总线上的电容补偿网络及控制单元，其特征在于：电容补偿网络包括多个电容补偿支路；电容补偿支路包括：一个电容器、至少三个继电器开关，电容器的一个极板连接有输入线端子、第一串并联端子，电容器的另一个极板连接有输出线端子、第二串并联端子，输入线端子用于与系统供电总线的输入线连接，输出线端子用于与系统供电总线的输出线连接，第一串并联端子用于与相邻电容补偿支路的第二串并联端子连接；控制单元包括处理器，处理器用于计算电容补偿网络的连接方式并控制电容补偿支路接入系统供电总线的方式。

【技术特征摘要】
1.一种组合电容补偿装置，包括设置于系统供电总线上的电容补偿网络及控制单元，其特征在于：电容补偿网络包括多个电容补偿支路；电容补偿支路包括：一个电容器、至少三个继电器开关，电容器的一个极板连接有输入线端子、第一串并联端子，电容器的另一个极板连接有输出线端子、第二串并联端子，输入线端子用于与系统供电总线的输入线连接，输出线端子用于与系统供电总线的输出线连接，第一串并联端子用于与相邻电容补偿支路的第二串并联端子连接；控制单元包括处理器，处理器用于计算电容补偿网络的连接方式并控制电容补偿支路接入系统供电总线的方式。2.根据权利要求1所述的组合电容补偿装置，其特征在于，所述电容补偿支路中的至少三个继电器开关包括：设置于电容器与输入线端子之间的第一继电器，设置于电容器与输出线端子之间的第二继电器，设置于电容器与第一串并联端子之间的第三继电器。3.根据权利要求1所述的组合电容补偿装置，其特征在于，所述电容补偿支路中的至少三个继电器开关包括：设置于电容器与输入线端子之间的第一继电器，设置于电容器与输出线端子之间的第二继电器，设置于电容器与第二串并联端子之间的第三继电器。4.根据权利要求2所述的组合电容补偿装置，其特征在于，电容补偿支路还包括与控制单元的连接器连接的第一控制信号传输线、与控制单元的连接器连接的第二控制信号传输线、与控制单元的连接器连接的第三控制信号传输线，处理器通过第一控制信号传输线控制第一继电器的开关状态，处理器通过第二控制信号传输线控制第二继电器的开关状态，处理器通过第三控制信号传输线控制第三继电器的开关状态。5.根据权利要求4所述的组合电容补偿装置，其特征在于，第一控制信号传输线、第二控制信号传输线、第三控制信号传输线通过磁耦合或光耦合的隔离方式控制继电器开关的开关状态。6.根据权利要求1所述的组合电容补偿装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑采君，林品荣，李建华，刘昕卓，孙夫文，李勇，
申请(专利权)人：中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12