智能有源电能质量治理装置的制作方法

本技术涉及无功补偿，具体的，涉及智能有源电能质量治理装置。

背景技术：

1、近年来，节能工作越来越成为人们关注的问题，有效合理地使用能源是促进企业发展、提高企业经济增长质量和效益的有效途径。在工厂企业中，各种生产机械设备所需的动力大多由异步电动机来提供，因此，重视异步电动机的节电具有很大的实际意义。理想异步电动机的电能应该是完美对称的正弦波，一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题，异步电动机实际运行时经常处于轻载或空载状态，其功率因数较低。在规定的用电量范围内，凡负载的功率因数低于电网规定的功率因数时，用户就必须进行无功补偿，以提高负载网络的功率因数，保证电网和负荷经济运行。

2、无功补偿装置是用于补充电网中无功功率的不足，以提高电网的功率因数，保证电力系统的安全运行，减少电能损耗。现有的无功补偿装置大多采用集中固定式补偿，按供电要求进行的补偿，不能根据用电负荷的变化及时进行调整。

技术实现思路

1、本实用新型提出智能有源电能质量治理装置，解决了现有技术中无功补偿装置不能根据用电负荷的变化及时进行调整的问题。

2、本实用新型的技术方案如下：

3、智能有源电能质量治理装置，包括主控单元、通信电路、主电路、电压采集电路、电流采集电路、功率因数采集电路、隔离驱动电路、和多个补偿电容组支路，所述电压采集电路、所述电流采集电路、所述功率因数采集电路和所述隔离驱动电路均与所述主控单元连接，主控单元借助通信电路与上位机通讯连接，所述主电路包括电机u9，任一所述补偿电容组支路包括电容组c8和交流接触器km2，所述电容组c8通过交流接触器km2的常开触点接入电网，所述电机u9接入电网，所述隔离驱动电路用于控制所述交流接触器km2。

4、进一步，本实用新型中所述电压采集电路包括电压互感器t1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电容c1和运放u1，所述电压互感器t1的输入端用于采集所述电机u9的相电压，所述电压互感器t1的第一输出端通过所述电阻r1连接所述运放u1的反相输入端，所述电压互感器t1的第二输出端接地，所述运放u1的同相输入端通过所述电阻r2接地，所述运放u1的输出端通过所述电阻r3连接所述运放u1的反相输入端，所述运放u1的输出通过所述电容c1连接所述运放u1的反相输入端，所述运放u1的输出端连接所述主控单元。

5、进一步，本实用新型中所述电流采集电路包括电流互感器t2、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电容c2和运放u2，所述电流互感器t2的输入端用于采集所述电机u9的相电流，所述电流互感器t2的第一输出端通过所述电阻r4接地，所述电流互感器t2的第一输出端通过所述电阻r5连接所述运放u2的反相输入端，所述电流互感器t2的第二输出端接地，所述运放u2的同相输入端接地，所述运放u2的输出端通过所述电阻r7连接所述运放u2的反相输入端，所述运放u2的输出端通过所述电容c2连接所述运放u2的反相输入端，所述运放u2的输出端连接所述主控单元。

6、进一步，本实用新型中还包括电压调理电路和电流调理电路，所述电压调理电路和所述电流调理电路的电路结构相同，所述电压调理电路包括电阻r8、电阻r9、运放u3、二极管d2、二极管d1、电阻r10、电阻r11、电容c4、电容c3、电阻r12、变阻器rp1和运放u4，所述电阻r8的第一端连接所述运放u1的输出端，所述电阻r8的第二端连接所述运放u3的反相输入端，所述电阻r9的第一端连接所述电阻r8的第二端，所述电阻r9的第二端接地，所述运放u3的同相输入端接地，所述运放u3的输出端连接所述二极管d2的阴极，所述二极管d2的阳极连接所述运放u3的反相输入端，所述运放u3的输出端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极通过所述电阻r10连接所述电阻r11的第一端，所述电阻r11的第二端连接所述运放u4的同相输入端，所述电容c4的第一端连接所述电阻r11的第一端，所述电容c4的第二端接地，所述电容c3的第一端连接所述电阻r11的第二端，所述电容c3的第二端接地，所述运放u4的反相输入端通过所述电阻r12接地，所述运放u4的输出端连接所述变阻器rp1的第一端，所述变阻器rp1的第二端连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的输出端连接所述主控单元。

7、进一步，本实用新型中所述功率因数采集电路包括电阻r13、电阻r14、运放u5、运放u6、异或门u7、电阻r17、电阻r18、电容c5、电容c6和运放u8，所述运放u5的同相输入端通过所述电阻r13连接所述运放u1的输出端，所述运放u5的反相输入端接地，所述运放u5的输出端连接所述异或门u7的第一输入端，所述运放u6的同相输入端通过所述电阻r14连接所述运放u2的输出端，所述运放u6的反相输入端接地，所述运放u6的输出端连接所述异或门u7的第二输入端，所述异或门u7的输出端通过所述电阻r17连接所述电阻r18的第一端，所述电阻r18的第二端连接所述运放u8的同相输入端，所述电容c5的第一端连接所述电阻r18的第一端，所述电容c5的第二端接地，所述电容c6的第一端连接所述电阻r18的第二端，所述电容c6的第二端接地，所述运放u8的输出端通过连接所述运放u8的反相输入端，所述运放u8的输出端连接所述主控单元。

8、进一步，本实用新型中所述隔离驱动电路包括电阻r19、光耦u11、电阻r20、三极管q1、三极管q2和继电器k1，所述光耦u11的第一输入端通过所述电阻r19连接5v电源，所述光耦u11的第二输入端连接所述主控单元，所述光耦u11的第一输出端通过所述电阻r20连接12v电源，所述光耦u11的第二输出端连接所述三极管q1的基极，所述三极管q1的集电极连接所述继电器k1的第一输入端，所述三极管q1的发射极连接所述三极管q2的基极，所述三极管q2的集电极连接所述三极管q1的集电极，所述三极管q2的发射极接地，所述继电器k1的第二输入端连接12v电源，所述继电器k1的常开端连接外部电源，所述继电器k1的公共端连接所述交流接触器km2的第一输入端，所述交流接触器km2的第二输入端接地。

9、本实用新型的工作原理及有益效果为：

10、本实用新型中，电压采集电路用于采集电机u9相电压，电流采集电路用于采集电机u9相电流，将采集的电压以及电流信号送至主控单元，同时电网相电压和相电流的采集信号送至功率因数采集电路的输入端，功率因数采集电路用于采集电网的功率因数值，并将该功率因数值送至主控单元，主控单元根据电网功率因数的大小使不同数量的电容组接入电网，对电网进行无功补偿。每个电容组支路都连接有一路隔离驱动电路，当电网需要进行无功补偿时，向对应的隔离驱动电路发送指令，隔离驱动电路控制相应的电容组接入电网。

11、无功补偿工作原理为：当功率因数采集电路的输出值超过第一设定值时，主控单元向电容组c8所对应的隔离驱动电路发送指令，隔离驱动电路收到指令后使交流接触器km2得电，得电后，交流接触器km2的常开端闭合，电容组c8接入电网进行无功补偿。当功率因数采集电路的输出值超过第二设定值时，主控单元同时向电容组c8电容组c9所对应的隔离驱动电路发送指令，交流接触器km2和交流接触器km3的常开端均闭合，电容组c8和电容组c9同时接入电网进行无功补偿。

12、下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。