CN102437583A

CN102437583A - 模拟移相电流发生器

Info

Publication number: CN102437583A
Application number: CN2011104545348A
Authority: CN
Inventors: 张坤; 张昊; 吴新鹏; 杨振东; 林均飞; 郭明磊; 何建忠
Original assignee: YANTAI HUANENG ELECTRICAL APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: YANTAI HUANENG ELECTRICAL APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2011-12-30
Filing date: 2011-12-30
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明公开了一种模拟移相电流发生器，由变压器、电容器、控制器和电流互感器组成，其特点是：变压器的初级线圈与220V交流电源相接，成为本模拟移相电流发生器的电源输入端，变压器的次级线圈与电容器、控制器、电流互感器的初级线圈串联成闭合电路，构成为本模拟移相电流发生器的移相电流的调整控制机构，电流互感器的次级线圈成为本发明模拟移相电流发生器的模拟移相电流输出端，本发明具有性能好、体积小、功耗低、造价低、使用寿命长等优越性。

Description

模拟移相电流发生器

技术领域

本发明涉及一种模拟移相电流发生器，属于电力线路技术领域。

背景技术

电力线路中经常会因存在大量的感性负荷产生大量的无功功率，从而严重影响电网的出力，增加线路损耗。减少电网中的无功功率最有效的方法是在电路中并联电容器进行补偿，这种设备叫做无功补偿器。现今的无功补偿器已经能做到跟踪电路中负荷状况的不断变化随时增减并联电容器的容量，因此，在生产无功补偿器的过程中就需要一种能够产生模拟移相电流的设备——模拟移相电流发生器。现今通行的模拟移相电流发生器是通过感性负荷产生感性电流来进行仿真测试。这种模拟移相电流发生器的最大缺陷是体积大、造价高、功耗大、耐用性差。

发明内容

本发明提供一种性能好、体积小、造价低、功耗极低、耐用性特好的模拟移相电流发生器。

本发明解决问题的技术方案是：

一种模拟移相电流发生器，其特点是：由变压器、电容器、控制器和电流互感器组成，所述变压器的初级线圈与220V交流（AC）电源相接，成为本发明模拟移相电流发生器的电源输入端；变压器的次级线圈与电容器、控制器、电流互感器的初级线圈串联成闭合电路，构成为本发明模拟移相电流发生器的移相电流的调整控制机构；电流互感器的次级线圈成为本发明模拟移相电流发生器的模拟移相电流输出端。

所述电容器由两只容量相等的极性电容器串联后形成一只无极性电容器，其构成方式是两只极性电容器的两个同性电极直接对接成一个复合电容器，它们的另两个同性电极即分别成为这个复合电容器的两个无极性电极；另外，还在两只极性电容器各自的两端分别并联了一个二极管，每个二极管的极性与其各自并联的极性电容器的极性相反。

所述控制器由开关和变阻器（或电位器）串联组成，两者可以是独立的也可以是联动的。

所述电流互感器是一个成品穿心式电流互感器，该电流互感器的初级线圈是用绝缘导线反向缠绕多匝而成，缠绕匝数越多，激励效果越好。

附图说明

图1是本发明的原理方框图。

图2是本发明具体实施例的电原理图。

图中：1变压器；2控制器；3电容器；4电流互感器；1-1变压器的初级线圈；1-2变压器的次级线圈；2-1极性电容器；2-2极性电容器；2-1D二极管；2-2D二极管；3-1开关；3-2变阻器（或电位器）；4-1电流互感器的初级线圈；4-2电流互感器的次级线圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例具体说明：

如图1和图2所示，本发明模拟移相电流发生器，由变压器1、电容器2、控制器3和电流互感器4组成，所述变压器1的初级线圈1-1与220V交流（AC）电源相接，成为本发明模拟移相电流发生器的电源输入端；变压器1的次级线圈1-2与电容器2、控制器3、电流互感器4的初级线圈4-1串联成闭合电路，构成为本发明模拟移相电流发生器的移相电流的发生和控制机构；电流互感器4的次级线圈4-2成为本发明模拟移相电流发生器的模拟移相电流输出端。

本实施例中，变压器1是一只20VA的降压变压器，其初级线圈1-1额定电压是220VAC(50Hz),次级线圈1-2的额定电压是5-50VAC(50Hz)；构成电容器2的两只极性电容器2-1和2-2是容量相等的两只25V、2200μF的CD11型电解电容器对接而成（本实施例是两个正极对接，实施中若用两个负极对接同样可行）；另外，还在两只极性电容器2-1、2-2各自的两端分别并联了二极管2-1D和2-2D，二极管2-1D的极性与极性电容器2-1的极性相反，二极管2-2D的极性与极性电容器2-2的极性相反。本实施例中，与极性电容器2-1、2-2并联的二极管2-1D、2-2D用的是1N4007型二极管(实施中用1N4004-1N4007或1N1458等其它型号的都适用)。本实施例中，电流互感器4是一只100A/5A的穿心式成品电流互感器，其初级线圈4-1是用0.5m²塑皮绝缘导线反向穿绕互感器贯穿孔100匝而成；次级线圈4-2是依就成品次级线圈不动。

所述控制器3由开关3-1和变阻器（或电位器）3-2串联组成，两者可以是独立的也可以是联动的。

本实施例的工作原理（工作过程）是这样的：220V交流电源经过变压器1变换成15V的低压交流电源，这个低压交流电源上串联了电容器2和控制器3，并通过电流互感器4的初级线圈4-1形成了闭合电路，产生了移相电流I，I的大小及其移相角度φ主要受到电容器2的容抗X_C和控制器3的电阻R的调整和控制，受控关系式如下：

I=U/(X_C ²+R²)^1/2, COSφ= R/(X_C ²+R²)^1/2

{式中，I-移相电流；U-低压交流电压； X_C-电容器的容抗[X_C =1/2πfc, f为电源频率，等于50Hz，C为电容器的容量]；R-电路的电阻（主要是变阻器的电阻）； COSφ-移相电路的功率因数，φ为移相角度}。

由上式可以看出，当U一定、X_C一定（即C一定）时，I和φ都将随着R的变化而变化。也就是说，本实施例中，完全可以通过改变变阻器3-2的阻值得到不同量值和不同角度的移相电流，该移相电流可以通过电流互感器4的初级线圈4-1传输到次级线圈4-2，再由次级线圈4-2传输到测试电路中去。

控制器3中的开关3-1用以接通或关断移相电流，即用以控制该模拟移相电流发生器开始工作和停止工作。

由于本实施例中电流互感器的初级线圈4-1缠绕的匝数为100匝，所以通过初级线圈4-1中的移相电流I对电流互感器的次级线圈4-2产生的激励作用实际相当于100I,即用一个较小的移相电流取得了很大的模拟移相电流的作用（本实施例中增益是100倍）——这是本发明模拟移相电流发生器体积小、功耗低、造价低的根本原因。由于初级线圈4-1是反向缠绕的，所以移相电流传输到次级线圈4-2时其相位实际发生了180⁰的偏转，这就等同于在初级线圈4-1中通入感性电流对次级线圈4-2的激励作用（因感性电流与容性电流是反相180°的）。本发明模拟移相电流发生器用容性小电流取代了感性大电流的作用——这是本发明模拟移相电流发生器体积小、功耗低、造价低的另一个重要原因。

本发明技术方案可以制成性能好、体积小、造价低、功耗极低、耐用性特好的模拟移相电流发生器，所以本发明技术方案是非常优越的。

Claims

1.一种模拟移相电流发生器，其特征是：由变压器（1）、电容器（2）、控制器（3）和电流互感器（4）组成，所述变压器（1）的初级线圈（1-1）与电源相接，构成电源输入端，变压器（1）的次级线圈（1-2）与电容器（2）、控制器（3）、电流互感器（4）的初级线圈（4-1）串联成闭合电路，构成移相电流的调整控制机构，电流互感器（4）的次级线圈（4-2）构成电流输出端。

2.按照权利要求1所述的模拟移相电流发生器，其特征是：电容器（2）包括两只串联的容量相等的极性电容器（2-1）和极性电容器（2-2），极性电容器（2-1）和极性电容器（2-2）的两个同性电极直接对接，在两只极性电容器（2-1）、极性电容器（2-2）各自的两端分别并联了二极管（2-1D）和二极管（2-2D），二极管（2-1D）的极性与极性电容器（2-1）的极性相反，二极管（2-2D）的极性与极性电容器（2-2）的极性相反。

3.按照权利要求1所述的模拟移相电流发生器，其特征在于：电流互感器（4）的初级线圈（4-1）是用绝缘导线反向缠绕而成。