專利名稱：大電流低功耗模擬移相電流發生器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種模擬移相電流發生器，特別是一種大電流低功耗模擬移相電流發生器，屬于電力線路技術領域。
背景技術：
電力線路中經常會因存在大量的感性負荷產生大量的無功功率，從而嚴重影響電網的出力，增加線路損耗。減少電網中的無功功率歷來是供電部門、用電單位及科研部門競相追逐的課題。減少無功功率最有效的方法是在電路中并聯電容器進行補償，這種補償設備叫做無功補償器。現今的無功補償器已經能做到跟蹤電路中負荷狀況的不斷變化隨時增
減并聯電容器的容量，因此，在生產無功補償器的過程中就需要一種能夠產生模擬移相電流的設備——模擬移相電流發生器。現今通行的模擬移相電流發生器是通過感性負荷產生感性電流來進行仿真測試。這種模擬移相電流發生器的最大缺陷是體積大、造價高、功耗大、耐用性差，而且也因此使之產生的模擬移相電流在量值上受到很大限制，很難達到幾十安培、幾百安培。
發明內容本實用新型提供一種大電流低功耗模擬移相電流發生器。本實用新型大電流低功耗模擬移相電流發生器很容易生成幾十安培、幾百安培的模擬移相電流，而且連續可調。本實用新型解決問題的技術方案是一種大電流低功耗模擬移相電流發生器，其特點是由變壓器、電容器、控制器和電流互感器組成，所述變壓器的初級線圈與220V交流電源相接，成為本實用新型的電源輸入端；變壓器的次級線圈與電容器、控制器、電流互感器的初級線圈串聯成閉合電路，構成為本實用新型移相電流的調整控制機構；電流互感器的次級線圈成為本實用新型的模擬移相電流輸出端。所述電容器由兩只容量相等的極性電容器串聯后形成一只無極性電容器，其構成方式是兩只極性電容器的兩個同性電極直接對接成一個復合電容器，它們的另兩個同性電極即分別成為這個復合電容器的兩個無極性電極；另外，還在兩只極性電容器各自的兩端分別并聯了一個二極管，每個二極管的極性與其各自并聯的極性電容器的極性正好相反。所述控制器由開關和變阻器(或電位器)串聯組成，而且兩者是整體聯動的(即設定為變阻器阻值呈最大值時開關正好呈斷開位置)。所述電流互感器的初級線圈相對于次級線圈是反向纏繞的，纏繞的匝數較一般電流互感器多很多(一般不少于100匝)。
圖I是本實用新型的原理方框圖。圖2是本實用新型具體實施例的電原理圖。[0011]圖中1變壓器；2控制器；3電容器；4電流互感器；1_1變壓器的初級線圈；1_2變壓器的次級線圈；2_1極性電容器'2-2極性電容器；2_1D 二極管；2-2D 二極管；3_1開關；3_2變阻器(或電位器)；4-1電流互感器的初級線圈；4-2電流互感器的次級線圈。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例具體說明如圖I和圖2所示，本實用新型大電流低功耗模擬移相電流發生器，由變壓器I、電容器2、控制器3和電流互感器4組成，所述變壓器I的初級線圈1-1與220V交流(AC)電源相接，成為本實用新型模擬移相電流發生器的電源輸入端；變壓器I的次級線圈1-2與電容器2、控制器3、電流互感器4的初級線圈4-1串聯成閉合電路，構成為本實用新型模擬移相電流發生器的移相電流的發生和控制機構；電流互感器4的次級線圈4-2成為本實用新型模擬移相電流發生器的模擬移相電流輸出端。本實施例中，變壓器I是一只20VA的降壓變壓器，其初級線圈1-1額定電壓是 220VAC(50Hz),次級線圈1_2的額定電壓是5-50VAC(50Hz);構成電容器2的兩只極性電容器2-1和2-2是容量相等的兩只25V、2200 y F的⑶11型電解電容器對接而成(本實施例是兩個正極對接，實施中若用兩個負極對接同樣可行);另外，還在兩只極性電容器2-1、2-2各自的兩端分別并聯了二極管2-1D和2-2D，二極管2-1D的極性與極性電容器2_1的極性相反，二極管2-2D的極性與極性電容器2-2的極性相反。本實施例中，與極性電容器2-1、2-2并聯的二極管2-lD、2-2D用的是1N4007型二極管(實施中用1N4004-1N4007或1N1458等其它型號的都適用)。本實施例中，電流互感器4是一只100A/5A的穿心式成品電流互感器，其初級線圈4-1是用0. 5m2塑皮絕緣導線反向穿繞互感器貫穿孔100匝而成；次級線圈4~2是依就成品次級線圈不動。所述控制器3由開關3-1和變阻器(或電位器)3-2串聯組成，兩者可以是獨立的也可以是聯動的。本實施例的工作原理(工作過程)是這樣的220V交流電源經過變壓器I變換成15V的低壓交流電源，這個低壓交流電源上串聯了電容器2和控制器3，并通過電流互感器4的初級線圈4-1形成了閉合電路，產生了移相電流1，1的大小及其移相角度$主要受到電容器2的容抗X。和控制器3的電阻R的調整和控制，受控關系式如下I=U/ (Xc2+R2)1/2, COS ￠= R/ (Xc2+R2) 1/2.{式中，I-移相電流；U-低壓交流電壓；X「電容器的容抗[Xc =1/2 fc，f 為電源頻率，等于50Hz，C為電容器的容量];R_電路的電阻(主要是變阻器的電阻)；COScj5-移相電路的功率因數，$為移相角度}。由上式可以看出，當U—定、Xc—定(即C 一定)時，I和小都將隨著R的變化而變化。也就是說，本實施例中，完全可以通過改變變阻器3-2的阻值得到不同量值和不同角度的移相電流，該移相電流可以通過電流互感器4的初級線圈4-1傳輸到次級線圈4-2，再由次級線圈4-2傳輸到測試電路中去。控制器3中的開關3-1用以接通或關斷移相電流，即用以控制該模擬移相電流發生器開始工作和停止工作。由于本實施例中電流互感器的初級線圈4-1纏繞的匝數為100匝，所以通過初級線圈4-1中的移相電流I對電流互感器的次級線圈4-2產生的激勵作用實際相當于1001，即用一個較小的移相電流取得了很大的模擬移相電流的作用(本實施例中增益是100倍)——這是本實用新型大電流低功耗模擬移相電流發生器體積小、功耗低、造價低的根本原因。由于初級線圈4-1是反向纏繞的，所以移相電流傳輸到次級線圈4-2時其相位實際發生了 180°的偏轉，這就等同于在初級線圈4-1中通入感性電流對次級線圈4-2的激勵作用(因感性電流與容性電流是反相的)。本實用新型大電流低功耗模擬移相電流發生器用容性小電流取代了感性大電流的作用——這是本實用新型大電流低功耗模擬移相電流發生器體積小、功耗低、造價低的另一個重要原因。 本實用新型技術方案可以制成性能好、體積小、造價低、功耗極低、耐用性特好的大電流低功耗模擬移相電流發生器，所以本實用新型技術方案是非常優越的。
權利要求1.一種大電流低功耗模擬移相電流發生器，其特征是由變壓器(I)、電容器(2)、控制器(3 )和電流互感器(4)組成，所述變壓器(I)的初級線圈(1-1)與電源相接，構成電源輸入端，變壓器(I)的次級線圈(1-2)與電容器(2)、控制器(3)、電流互感器(4)的初級線圈(4-1)串聯成閉合電路，構成移相電流的調整控制機構，電流互感器(4)的次級線圈(4-2)構成電流輸出端。
2.按照權利要求I所述的大電流低功耗模擬移相電流發生器，其特征是電容器(2)包括兩只串聯的容量相等的極性電容器(2-1)和極性電容器(2-2)，極性電容器(2-1)和極性電容器(2-2)的兩個同性電極直接對接，在兩只極性電容器(2-1)、極性電容器(2-2)各自的兩端分別并聯了二極管(2-1D)和二極管(2-2D)，二極管(2-1D)的極性與極性電容器(2-1)的極性相反，二極管(2-2D)的極性與極性電容器(2-2)的極性相反。
3.按照權利要求I所述的大電流低功耗模擬移相電流發生器，其特征在于電流互感器(4 )的初級線圈(4-1)是用絕緣導線反向纏繞而成。
4.按照權利要求I或3所述的大電流低功耗模擬移相電流發生器，其特征是電流互感器(4)的初級線圈(4-1)繞制的匝數不少于100匝。
5.按照權利要求I所述的大電流低功耗移相電流發生器，其特征是所述控制器(3)由開關(3-1)和變阻器(3-2)串聯組成。
6.按照權利要求5所述的大電流低功耗模擬移相電流發生器，其特征是開關(3-1)和變阻器(3-2)是整體聯動結構。
專利摘要本實用新型公開了一種大電流低功耗模擬移相電流發生器，由變壓器、電容器、控制器和電流互感器組成，其特點是變壓器的初級線圈與220V交流電源相接，成為本模擬移相電流發生器的電源輸入端，變壓器的次級線圈與電容器、控制器、電流互感器的初級線圈串聯成閉合電路，構成為本模擬移相電流發生器的移相電流的調整控制機構，電流互感器的次級線圈成為本實用新型模擬移相電流發生器的模擬移相電流輸出端，本實用新型具有性能好、體積小、功耗低、造價低、使用壽命長等優越性。
文檔編號H02J3/18GK202474868SQ20112056741
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者何建忠, 吳新鵬, 張坤, 張昊, 楊振東, 林均飛, 郭明磊 申請人:煙臺市華能電器有限公司