KFP系列-动态变负载进相器
KFP系列-动态变负载进相器
概述
    在我国，电机所耗电能占整个工业用电的60％—68％，  电机等感性负载所引起的无功损耗是电网无功损耗的主要来源，而大中型电机又是许多工矿企业的主要用电设备，因此，  如何减少大中型电机造成的无功损耗成为许多企业节能降耗的关键。长期以来大中型变负载电机的就地补偿一直没有得到很好的解决，造成了大量的能源浪费。
    KFP系列变负载进相器，是我公司专为大中型绕线式异步电机节能降耗设计的无功功率就地补偿装置。它主要针对于突变式负载场合。它是串接在电机转子回路中，通过改变转子电流与转子电压的相位关系，进而改变电机定子电流与电压的相位关系，达到提高电机自身的功率因数和效率，提高电机过载能力、降低电机定子电流，降低电机自身损耗的目的。
    它除了具备普通静止式进相器的功能外，还能够自动跟踪负载变化情况，根据负载的变化情况自动调节相关参数，使其补偿效果无论在何种负载状况下始终保持在理想的补偿状态。
    该产品的应用范围极为广泛，在化工、木业、糖业、钢铁、冶金、旷山等行业中用做各种负载的75—10000KW大中型变负载绕线式异步电机的无功就地补偿设备。
性能特点孤胆车神:维加斯
    ★突破-眭地解决了变负载电机就地补偿的难题，填补了国内这一领域的技术和产品空白。
    ★采用先进的交交变频技术和微电子控制技术。可靠性高。
    ★可使电机功率因数提高到O。95～0。99之间的范围，无功功率刚氐60％以上。
    ★降低电机定子电流1 0％～20％，降低线损、铜损20％一30％。
    ★电机温开显著降低，效率及过载能力大大提高，电机使用寿命延长。
    ★补偿性能远优于电容补偿：不只是提高了线路的功率因数，更重要的是提高了电机本身的功率因数。
    ★综合性能优于旋转式进相机：微机控制。可自动跟踪电机运行状态变化并自动调整相关参数使补偿效果最佳；无转动部件，因而适应环境的能力更强。
    ★变负载工况下的补偿性能远优于普通静止式进相器：采用双CPLj控制，可适时根据负载变化调整相关参数，达到动态补偿的目的。使功率因数如终处于最优状态。
    ★因效率提高而节能效果显著。
    ★友好的人机界面，操作简单，具有故障自动保护功能，维修保养不影响生产。
型号说明
    KFP型变负载进相器型号命名方法如下：
有关月亮的故事基本原理
与电机定子侧并联电容器补偿方式对比
    KFP型变负载进相器对电机的无功功率补偿与电机定子侧并联电容器补偿有本质的不同。电容补偿和进相器补偿的原理图分别如下：

    图中，将电机进行了等效简化，R1、X1为电机定子等效电路的电阻和电感，R2、X2为电机转子等效电路的电阻和电感，C为就地补偿的电容，U(r)为进相器的等效电路，M为电机的接线点。
    从图中可以看出：电容补偿所起的作用是向电机提供无功功率，减少电机从电网中吸收的无功功率，从而减少电网的无功输入，电网的功率因数得到提高。但是电机的无功消耗
并没有减少，电机定子电流及其功率因数没有变化，即电机的运行状况没有任何变化。
    变负载进相器的补偿作用是在转子回路中加入一个附加电源改变转子电流与转子电压的相位关系，通过磁场进而改变定子电流与定子电压的相位关系，从而提高电机功率因数。降低定子电流的目的。
根据变负载进相器补偿方式与电容补偿方式相比具有以下优点
    1、KFP型变负载进相器提高了电机功率因数，降低了定子电流，减少电机的无功消耗，电网的功率因数因电机本身的功率因数提高而得到提高。而电容补偿无法降低电机自身的损耗。
花妈妈    2、KFP型变负载进相器使电机定子电流减少从而降低了电机的铜损，提高了电机的效率。
    3、KFP型变负载进相器可使电机的温升降低。过载能力相应提高。台时产量提高，单耗下降。
    4、电容器无法在变负载尤其冲击负载的电机上使用。而KFP型变负载进相器可适应各种变工况下的电机就地补偿。
与自激（旋转）式进相机对比
    由于KFP型变负载进相器采用先进的交一交变频技术和微机、可控硅控制技术，是机电体一体化的产物。因此与自激(旋转)式进相机相比具有以下优点
    1、KFP型变负载进相器快速跟踪电机运行状态的变化，及时自动调整相关参数，从而获得最佳的补偿效果，而这是自激式进相机无法做到的。  自激式进相器无法在变负载电机上使用。
    2、KFP型变负载进相器无转动部件，  不怕灰尘，可靠性高，使用寿命长，从根本上克服了自激式进相机“整流子”结构特别怕尘埃、寿命短、维修频繁的缺点。
与普通静止式进相器对比
母亲节几月几号啊    KFP采用微处理器实时检测电机转子的电流频率。控制电力电子功率器件将工频电压转换成与转子电流同频率，滞后一定电角度的电势，附加到电机转子上，改变转子电流的相位，从而提高电机的功率因数；  同时，实时检测电机负载的变化，动态调整附加在转子上的电势幅值，以使电机的功率因数保持在期望值上。
    它除具有普通进相器的功能外，还能实时检测电机负载的变化，动态调整附加在转子上的电势幅值，以使电机的功率因数保持在期望值上。它能够在各种变化负载的工况下使功率因数均达到理想的效果。解决了普通静止式进相器在变化负载工况下的不能正常工作的
缺陷。
WVP变负载进相器在水泥行业的应用
【中国水泥网上海灵异事件>回收站里的文件删除了怎么恢复】 作者:黄凯 单位:湖北万洲电气集团有限公司 【2010-12-07】
摘要：本文介绍的WVP变负载进相器成功解决了水泥行业突变式负载工况下的绕线电机就地补偿难的问题，分析了WVP变负载进相器的工作原理、性能特点，并列举了WVP变负载进相器在水泥行业的典型应用实例。
  1  引言
  水泥行业主要的用电设备有破碎机、球磨机、辊压机和风机四种，这四种设备占整个水泥厂耗电量的98%以上，其中破碎机、球磨机和辊压机在水泥行业中占耗能的70%，风机占整个能耗的20%左右。这些大型用电设备能耗高，而在运行中功率因数过低，存在大量的无功损耗现象。因此，如何有效减少此类大中型绕线电机造成的无功损耗成为许多水泥厂节能降耗的关键。尤其是破碎机和辊压机这类负载变化幅度大、变化速度快的电机的无功补偿更是其中的难点。
　　2  无功功率补偿方式的选择
  目前，国内针对绕线式电机的就地无功功率补偿方法主要有三种：电机定子侧并联电容器、电机转子回路串接旋转式进相器和电机转子回路串接静止进相器等。这三种补偿方式主要适用于电机负载基本恒定或缓慢变化的场合，对电机负载转矩变化剧烈的应用场合，却不能取得理想的补偿效果。而我公司在多年无功功率补偿设备生产的经验基础上，采用现代微电子技术、交交变频技术、优化的PID控制策略等先进技术或理论，自主研发的新型WVP变负载进相器，完美解决了突变式负载工况下的绕线电机就地补偿难的问题，同时也能够对缓慢变负载及恒定负载的绕线电机进行有效的就地补偿。
  2.1  电机定子侧并联电容器
  首先，电容补偿只是对除电机之外的电网无功进行补偿，减少电网上无功传输量，而对电机的电流、功率因数等运行参数并无任何改变。其次，由于电容器补偿量一般固定不变，即使将电容器分级来改变补偿量，也不能满足功率因数变化频率高、范围大、速度快的突变负载电机的补偿要求。而且电容的运行受谐波的影响较大，电容器在谐波存在的情况下运行会造成过电流和过负荷，危害电容器的使用寿命。
  2.2  电机转子回路串接旋转式进相器
  旋转式进相机是旋转的，它与电机的联接是通过滑环和碳刷实现的。碳刷怕尘埃，易磨损，寿命短，使旋转式进相机维修量大，需要备用元件，旋转式进相机有噪音，会产生火花。旋转式进相机的补偿量是固定的，不能根据电机的运行情况调节。另外，旋转式进相机一般直接联接在电机上，如果旋转式进相机出现故障，会造成电机转子开路运行或停机，维修只能在停机状态进行，影响生产的连续性。
  2.3  电机转子回路串接普通静止进相器
  普通静止进相器无电容器，无转动部件，不怕灰尘、可靠性高、使用寿命长、维修方便，几乎没有声音，不会产生火花，没有电容器和旋转式进相器不足。进相器出现故障后可以自动退出运行，通过转接装置将转子接入起动器，电机可以继续运行。电机运行时对进相器进行维修，维修好后可以不停机再投入运行，能够很好的保证生产的连续性。水泥行业的球磨机、风机等绕线电机，正常运行时负载比较稳定，变化幅度不大，对于这类电机，用普通静止进相器就可以取得很好的补偿效果，故普通静止进相器逐渐被广大的水泥用户接受和认可。
  但普通静止进相器由于补偿方式比较单一，补偿量基本恒定，在水泥行业的主要用电设备的破碎机和辊压机上使用时，由于破碎机和辊压机的负载变化幅度大、速度快，容易出现两种极端现象，要么轻载补偿不足，要么重载过补，不能够进行有效的跟踪与补偿，故达不到很好的补偿效果。
  2.4  电机转子回路串接WVP变负载进相器
  WVP变负载进相器除具有普通静止进相器的全部优点外，另具有普通静止进相器所不具有的两大突出特点：
  （1）WVP变负载进相器具有双单片机控制系统，内置多种补偿模式，能够自动跟踪负载变化情况，根据负载的变化情况自动调节相关参数，使其补偿效果无论在何种负载状况下始终保持在理想的补偿状态，完全满足负载突变工况下的无功补偿要求。
  （2）能够实时检测电机负载的变化，动态调整附加在转子上的电动势幅值，以使电机的功率因数保持在期望值上。因此，WVP变负载进相器在水泥行业破碎机和辊压机这种变化负载的工况下，使功率因数达到理想的效果，解决了普通静止进相器在这类变化负载下的补偿不够或过补的缺陷，使水泥行业各类绕线电机得到全面理想的补偿。
  （3）通过特殊的信号采样电路，能够检测电机轻载情况下的低频转子电流信号。
　　3  WVP变负载进相器的工作原理
  如图1和图2所示，WVP变负载进相器利用现代微电子及大功率开关器件组成交交变频器，把工频50Hz的交流电压变换为与转子电流频率相同、相位滞后转子电流90°的补偿电压作为附加电势，在电机转子回路加入该附加电势来改变绕线电机转子回路电流和电压的相位关系，进而改变电机定子电流和电压的相位关系，达到改变电机功率因数的目的。同时根据电机运行功率因数的大小，实时自动调整附加电势的幅值，改变转子电流的大小，以适应负载的变化，达到动态补偿功率因数的目的。
当电机在某一负载下运行时，其转子电流为I2e、定子电流为I1e,向量图如下所示:
  从电机学我们知道，激磁电流Im由关系式Im = I1e － I2e，从图3可得出Im。当变负载进相器的电势叠加在转子回路后，转子电流的相位变为图3中的I2。由于负载不变，激磁电流Im不变。此时的定子电流I1由关系式I1=Im＋I2从图3可得出I1，如图所示。从图3中可以看出I1的功率因数角和幅值都比I1e小，说明电机的功率因数得到提高，定子电流有所下降。

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