本实用新型专利技术是一种多功能电力电子控制装置，该装置结构中包括调压电子开关１，调压触发器２、调节控制器３、可编程控制矩阵４、功率因数自动跟踪电路５、启动过程控制电路６、多功能保护电路７七部分组成，功率因数跟踪电路能将在线功率因数变成控制模拟量，随机实现对负载工作电压的调整，并且控制过程可根据负载的性质及特点编程，适用性大，控制对象范围大、安全、平稳、节电明显。是目前较全功能的电力系统变换控制设备。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术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。本技术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。本技术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部分为本技术的主要结构组成，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。以下结合附图进一步说明本技术的目的是如何现的。附图说明图1是本技术的结构框图。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。从图3可以看出，调压触发器2具体采用六路双脉冲可控硅触发板KCZ6B，该板为定型产品，市场有售。其移相模抉量信号VY引控制调节器3输出，触发阻塞信号P4来自控制矩阵电路4，六路移相触发信号(G1－G6)接电力电子开关1的可控硅触发极。当来自调节器的模拟量信号VY输出后，经触发电路KCZ6B的运算后即输出移相触发信号决定可控硅的导通角。当来自保护电路7输出保护指令时，自矩车单元即输出阻塞信号P4可以迅速阻塞触发信号使电力电子开关1切断电源电路。从图4可以看出控制调节器3由运算放大器IC201／2和IC201／3组成一个放大反相电路，来自功率因数跟踪电路5输出的功率因数状态模拟信号K，标准控制电压设定信号N，负载电流反馈信号m均加至IC201／2的13脚上，其中信号m来自各保护电路7并经运算放大器IC201／1处理后加载至IC201／2的13脚，移相控制电压经运放IC201／3反相由8脚输出送至触发器2的移相控制端。从而当功率因数状态，或设定电压值N变化时调节电路3即能输出相应的移相信号至触发器2形成自动跟踪式的调节。本技术所特别设计的功率因数跟踪电路5由四运算放大器IC202搭成的电压、电流采样电路，异或门IC203，与门IC204，低通滤波器(R258、C208、C209、R236组成)及运算放大器IC201／4组成的控制模拟量输出电路组成，电压采样输入通过电压互感器输出端T301、N301，电流采样输入通过电流互感器I14、GND接在电力线上，功率因数状态模拟量信号自运放IC201／4的7脚输出至控制调节器3。功率因数由采样结果计算出经电路转化为表明其功率因数值的状态模拟量做为调节触发器的依据进入调节控制器3参加运算，从而完整地实现动态跟踪，并随着功率因数的变化而调节电压，可以实现随机调整以保证本技术专利技术目的的实现。图7所给出的是启动控制电路的一个参考电原理图。从图中可以看出启动控制电路6为一四运放IC601组成四级电流放大自动切换电路，和三极管V601组成触发电路两部分构成，启动电流信号经电位器W601分压后加入IC601／1的13脚，比较反相后触发信号自IC601／4输出经二极管D602加在三极管V601的基极上，V601的负载为启动控制继电器K2。以上过程控制电路采用电流控制方式完成电机启动过程中启动与运行的控制转换，可以克服时间控制方式起动时间长短不能根据负载的功率进行自由调节和随机调整的缺点。电动机的启动电压可另设电路设定，其设定量输入到控制矩阵4中。电动机运行电压设定量可由矩阵内电阻R806、R816分压值(如8V)确定。启动电压和运行电压在矩阵内运算后可直接输出至调节控制器3参加模拟量运算(I4)。根据设定电压量来最后决定电机端电压。启动控制电路受控于启动电流，当启动时，起动电流高于额定电流，电路工作当起动电流减少到某数值(由W601设定)自动转为运行。下面分析一下工作过程当按下启动按钮SB801时，电动机在低于额定电压下启动，这时启动电流信号由稳压二极管K603输入，使电压比较器IC601／1的13脚电压高于门限电压，IC601／1的14脚变为低电平，经反相器IC602／28脚正跳变为高电平，因IC601／3构成的启本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能电力电子控制装置，由可调压电子开关１、调压触发器２、控制调节器３组成，其特征在于本装置还设置有控制矩阵４、功率因数跟踪电路５、启动过程控制电路６和多功能保护电路７，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将启动转换信号也送至控制矩阵４，再由控制矩阵４输出模拟电信号至控制调节器３，或直接出切换信号至调压触发器２，由触发器２再输出移相调压或切换信号至电子开关１来实现调节工作电压或切换总电源。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：李永明，赵红松，王贵勇，武义林，
申请(专利权)人：李永明，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]
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