一种消除电容无效投退动作的功率因数校正系统技术方案

一种具有＂无效动作＂闭锁环节的用于自动校正电网功率因数的系统．由功率因数变换器、模—数转换器、寄存器、数字比较器、电压比较器、控制逻辑、可逆计数器等组成的控制电路和由补偿电容器与开关组成的主电路构成．控制电路中设置一个能够有效地防止调节补偿容量时所出现的反复投、退现象的＂无效动作＂闭锁环节以及相应的逻辑控制电路．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

Power factor correction system for eliminating ineffective switching of capacitor

For \action\ has invalid lock loop system of automatic correction of power factor. The main circuit is composed of a control circuit of power factor converter, analog to digital converter, register, digital comparator, voltage comparator, logic control, etc. and by a reversible counter compensation capacitor and switch control circuit. Set a can effectively prevent the regulation of compensation capacity when repeated investment, the phenomenon of \retreat\ invalid action lock loop and the corresponding logic control circuit.

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有“无效动作”闭锁环节的用于提高电网功率因数的系统。按照电网功率因数调节补偿容量，已有技术，例如《低压电器》1984年第1期第27页所提出的装置，是预先设定功率因数的给定值，给定值有一个下限值和一个上限值。当电网功率因数低于下限值时，系统使补偿电容器逐步投入运行;当功率因数高于上限值时，系统使补偿电容器逐步退出运行;当功率因数处于下限值和上限值之间时，系统保持原状态不变。这种系统有它的缺点。若当系统未投入一组电容器前电网功率因数低于下限值，而投入一组电容器后电网功率因数又高于上限值时，会出现反复地投退现象。特别是电网负荷下降，每次调节的补偿容量较大时经常出现上述现象。这时投退动作的反复出现对电网功率因数的调节是无效的，称为“无效动作”。已有技术中对处理“无效动作”问题的方法，一是延长前后动作之间的延时时间;二是降低功率因数给定值的下限值，这种方法是以降低系统的性能指标为代价的。即使如此，上述两种方法也只能在一定程度上减少“无效动作”出现的次数，不能从根本上消除“无效动作”。本专利技术的目的是提供一种能够消除“无效动作”的用来校正电网功率因数的系统。专利技术是这样实现的。在功率因数校正系统的控制电路中设置一个“无效动作”闭锁环节。该环节能够随时对系统是否出现“无效动作”进行判断。当系统一旦出现“无效动作”时进行闭锁，不再投入电容器，使系统在略低于功率因数给定值的下限值的状态上运行，“等待”电网参数改变时再决定投否。由于专利技术的着眼点在于对“无效动作”进行追捕闭锁，因此，不延长前后动作之间的延时，不降低功率因数给定值的下限值。本专利技术提出的功率因数校正系统可以彻底消除运行中经常出现的“无效动作”，能提高补偿电容器及开关的使用寿命，降低运行噪音。附图说明图1，表示具有“无效动作”闭锁环节的功率因数校正系统原理框图。其控制电路包括功率因数变换器〔1〕、模-数转换器〔2〕、寄存器〔3〕、数字比较器〔4〕、电压比较器〔5〕、控制逻辑电路〔6〕、脉冲发生器〔7〕、计数输出电路〔8〕、控制部分出口继电器1J-4J。主电路包括补偿电容器组Ⅰ-Ⅳ、交流接触器或断路器1CJ-4CJ。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组补偿电容器组的容量比是1∶2∶4∶8，根据需要第Ⅳ组可以是1、2或4，按二进制计数的方式调节。这样回路数少，调节的阶梯多。 图2，表示控制电路中“无效动作”闭锁环节电路，由模数转换器、寄存器和数字比较器构成。其中，由四电压比较器MC14574及电阻网络组成快速四位二进制模-数转换器，将滞后的功率因数模拟量变换成数字量，在每投一组电容器前由Z1和CP2端控制，将该数字量寄存在寄存器MC14076中。数字比较器MC14585将模-数转换器的输出与寄存器中的数值随时进行比较。当系统切除一组电容后又要投入一组电容时，若此时的功率因数值与上次投时的功率因数值相等，则电路判定再投必然是“无效动作”，会出现反复地投退现象，因此电路闭锁不投，在该功率因数上继续运行，“等待”电网参数改变时再决定投否。图中，模-数转换器的输出分别与寄存器MC14076的输入端D0、D1、D2、D3及数字比较器MC14585的输入端B0、B1、B2、B3相连接，寄存器MC14076的输出端Q0、Q1、Q2、Q3分别与数字比较器MC14585的输入端A0、A1、A2、A3相连接。图2中，寄存脉冲是投控制信号Z1和计数脉冲的逻辑与，即Y=Z1CP2=Z1CP2电路中，将Z1和CP2送给与非门，再经反向器后控制寄存器MC14076的CP端。 “无效动作”闭锁信号H的产生条件是后退脉冲过后直到下次脉冲到来前这段时间的电路状态(逻辑代号P)与上次投时寄存的CoSφ值和此刻CoSφ值相等(逻辑代号W)，两者同时存在，即H＝PW实施电路是将逻辑功能端P和W送给与非门，在其输出端得到H。 图3，表示控制电路中用来检测电网电压的电路。电压控制环节必须符合电容器的运行规程。规程规定，电容器可在5%过电压下长期运行，在10%过电压下短时运行。因此电压检测环节设两级。图中V+为基准电压，Usr为输给比较器的采样输入电压，R15，R16，R17的配置使电源电压上升到1.05Ve时比较器1翻转，F端输出低电平，升到1.10Ve时比较器2翻转，M端输出低电平。 图4，表示用来检测电网功率因数的功率因数变换器电路。其中AC端通过电压互感器接电网A相和C相。LHb是测量系统B相总电流的电流互感器，R0是电流互感器二次侧负载电阻，阻值取2欧姆。R118是限制输给晶体管T101基极电流的限流电阻。当电网功率因数滞后时，端电位(1)高于端电位(2)，当功率因数超前时，端电位(1)低于端电位(2)。电阻R105、R106的设置，使得电网功率因数低于下限值(例如滞后0.96)时，比较器IC1翻转，E端输出高电平。电阻R107、R108的设置，使得电网功率因数高于上限值(例如超前0.995)时，比较器IC2翻转L端输出高电平。图中，F1、F2是两只反向器，DW101、DW102是两只反向限制输给比较器电压，正向钳制电位的稳压二极管，Usc是滞后功率因数模拟量的输出端。 图5，表示控制逻辑、脉冲发生器和可逆计数器电路。为分析方便，将计数脉冲、投控制信号、退控制信号和电路状态信号的产生分别介绍如下(1)计数脉冲的产生在本系统中，电路的动作与多种因数有关，而动作的形式则只有两种投电容器和退电容器。为了用较少的回路数获得较多的调节阶梯，系统采用四位二进制计数的方式控制输出。当把15块电容器按1∶2∶4∶8的组合由一个可逆计数器来控制时，可得到16个阶梯的调节。图5中，MC14516是一只四位二进制可逆计数器，+/-控制端M由“投”逻辑功能端Z1控制。当Z1为高电平时进行加计数，Z1为低电平时进行减计数。计数脉冲由单结晶管T102组成的弛张振荡器产生，并经T103整形。计数器的加、减计数均需CP脉冲触发，因此CP脉冲产生的条件是Y=Z1+Z2=Z1Z2式中，Z2为退逻辑控制信号。实施电路中，是将Z1和Z2输给与非门，输出则为逻辑Y。当Y为高电平时，二极管D108起隔离作用，由T102组成的振荡电路工作，输出脉冲。当Y为低电平时，D108的钳位作用将T102的射极电位拉低，振荡停止，没有脉冲输出。 (2)“投”逻辑控制信号Z1产生的条件①COSφ值是否滞后于0.96，滞后时投; ②电网电压是否高于1.05Ve，高于时不投; ③全投闭锁是否起动，起动时不投; ④是否可能是“无效动作”，是“无效动作”时不投。 其逻辑真值表如表1。由表1可得到逻辑表达式 Z1＝EFGH本功能的实施，是将E、F、G、H输入与非门，其输出端为Z1，再经反相器得到Z1。 (3)“退”逻辑控制信号Z2产生的条件①COSφ值是否超前1.0，超前时退; ②电网电压是否高于1.10Ve，高于时退; ③全退闭锁是否起动，起动时不退。 其逻辑真值表如表2，由表2可得到逻辑表达式Z2=LMN+LMN+LMN 本功能的实施，是将L、M、N输入一只与非门，M、N输入另一只与非门，然后将这两只与非门的输出输进第三只与非门，在其输出端得到Z2。 (4)电路状态的记忆由JK触发器MC14027实现。当退控制信号Z2与CP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动校正电网功率因数的系统，该系统由功率因数变换器、电压比较器、控制逻辑、脉冲发生器和可逆计数器组成的控制电路以及由补偿电容器和开关组成的主电路构成。其特征在于控制电路中有一个“无效动作”闭锁环节以及相应的逻辑控制电路。

【技术特征摘要】
具有“无效动作”闭锁环节的功率因数校正系统1、一种用于自动校正电网功率因数的系统，该系统由功率因数变换器、电压比较器、控制逻辑、脉冲发生器和可逆计数器组成的控制电路以及由补偿电容器和开关组成的主电路构成。其特征在于控制电路中有一个“无效动作”闭锁环节以及相应的逻辑控制电路。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于有一个由模一数转换器、寄存器和数字比较器构成的“无效动作”闭锁环节。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于由四电压比较器MC14574及电阻网络组成的模一数转换器，其输出端分别与寄存器MC14076的输入端D0、D1、D2、D3及数字比较器MC14585的输入端B0、B1、B2、B3相连接，寄存器MC14076的输出端Q0、Q1、Q...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙兴民，
申请(专利权)人：孙兴民，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]