[实用新型]一种功率因数控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率因数补偿领域，尤其涉及一种功率因数控制器。

背景技术

在交流电路中，当电压与电流相位不一致时，就会出现无功功率。电压与电流之间的相位差的余弦叫做功率因数。电网中的电力负荷如电动机、变压器、日光灯及电弧炉等，大多属于电感性负荷，这些电感性的设备在运行过程中不仅需要向电力系统吸收有功功率，还同时吸收无功功率。因此在电网中安装并联电容器无功补偿设备后，将可以提供补偿感性负荷所消耗的无功功率，减少了电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率。减少了无功功率在电网中的流动，可以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗，这种措施称作功率因数补偿。

现有技术中采用电感和电容构成的无源滤波网络进行校正。无源功率因数校正具有电路简单、工作可靠等特点，但是滤波效果受电网负载影响较大且滤波器体积、重量较大，功率因数校正的效果不理想，另外，由于它们的工作原理都是根据负荷的变化幅度来决定电容器投切的，这使得电容器的投切随机性太大，很多时候变压器负荷不怎么变化或变化幅度不大，较少的时候则会有负荷过大引起电容器投切后的总电流过大，有可能会超过所能承受负荷的极限，使得电容器等设备损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够改善补偿效果的功率因数控制器。

为了实现以上目的，本实用新型功率因数控制器的技术方案是：

功率因数控制器，包括壳体和设置在壳体内的电路板，电路板包括电流电压采集模块、转换模块、处理模块和输出控制模块，处理模块包括单片机，输出控制模块包括由单片机控制的用于补偿电容和切除电容的投切控制电路，所述投切控制电路包括过流保护模块，在电路电流超过预设电流时将所有投入的电容器全部切除，以实现对设备的保护。

在本实用新型中，所述处理模块还包括显示电路、通信单元和存储电路，显示电路与显示器相连，电流电压采集模块包括连入电网相线上的电流互感器和电压互感器，转换模块包括积分电路和电压/频率转换电路。

在本实用新型中，所述投切控制模块还包括延时模块，将电容器的投入时间与切除时间分开控制，与处理模块连通，根据不同的现场来分开设置投入延时和切除延时，以达到理想的补偿效果。

在本实用新型中，所述壳体内还设置有温控保护模块，包括对壳体内温度进行监测的温度传感器和与投切控制电路接通的切断电路，在壳体内温度超过预设温度时，将所有投入的电容器全部切除，以实现对设备的保护。

本实用新型中，利用单片机实时测量功率因数值，并控制补偿电容的自动投切，利用单片机设计电网功率因数控制电路，直接利用单片机控制补偿电容和切除电容，自动地补偿功率因数，该善了补偿效果。

附图说明

图1为本实用新型功率因数控制器实施例中的原理示意图；

图2为本实用新型功率因数控制器实施例中的面板示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施案例，结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。

功率因数控制器包括壳体1和设置在壳体内的电路板，电路板包括电流电压采集模块、转换模块、处理模块和输出控制模块，处理模块中采用单片机微处理器，单片机具体为AT89C51系列单片机，处理模块还包括显示电路、通信单元和存储电路，显示电路与显示器2相连，电流电压采集模块包括连入电网相线上的电流互感器和电压互感器，转换模块包括积分电路和电压/频率转换电路，输出控制模块包括由单片机控制的投切控制电路，用于补偿电容和切除电容，投切控制电路包括过流保护模块和延时模块，过流能够在电流电路超过预设电流时切除投入的电容器，延时模块将电容器的投入与切除分开控制，与处理模块连通，根据不同的现场来分开设置投入延时和切除延时。所述壳体内还设置有温控保护模块，包括对壳体内温度进行监测的温度传感器和与投切控制电路接通的切断电路，在壳体内温度超过预设温度时，将所有投入的电容器全部切除。电流电压采集模块中的电流电压提取电路中的电流信号经放大、滤波及整形并提取相位差信息，输入单片机进行采样、储存和分析，通过投切控制电路能够使执行补偿电容机会均等地参加补偿，由单片机输出的控制信号经过功率放大，通过小型继电器、交流接触器来执行对电容的投切，从而自动补偿功率因数，提高有功功率，减小无功功率。另外，壳体1的面板上还设有功能键3、开关4和指示灯5。

以上对本实用新型做了详尽的描述，但本实用新型的保护范围不限于上述实施例。凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。