一種電壓補償器及電壓補償方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及輸電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供一種電壓補償器和電壓補償方法，電壓補償器包括單片機、補償線圈、電源穩(wěn)壓電路及接觸器控制電路，單片機分別與電源穩(wěn)壓電路、接觸器控制電路連接，電源穩(wěn)壓電路與輸入相線連接；補償線圈包括主線圈、第一副線圈和第二副線圈，主線圈輸入端連接輸入相線，主線圈輸出端連接輸出相線，第一副線圈輸入端連接輸入相線，輸出端連接零線，第二副線圈輸入端連接輸入相線，輸出端連接零線，第一副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第一接觸器，第二副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第二接觸器；接觸器控制電路分別與第一接觸器、第二接觸器連接，從而實現(xiàn)對輸入相線的電壓的自動補償，使供電電壓滿足國家供電標(biāo)準(zhǔn)要求。
【專利說明】
一種電壓補償器及電壓補償方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于輸電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓補償器及電壓補償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電壓質(zhì)量對電網(wǎng)穩(wěn)定及電力設(shè)備的安全運行、線路損耗和城鄉(xiāng)居民生活用電都有直接影響。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，農(nóng)村家庭居民購買大量的家用電器以及電力排灌機井等電動機械，致使農(nóng)業(yè)用電負(fù)荷劇增。
[0003]目前，用戶端的使用電壓一般達(dá)不到供電標(biāo)準(zhǔn)中要求的電壓，例如220V供電，實際的供電電壓可能低于或高于220V，該不穩(wěn)定的供電電壓可能造成用戶端用電設(shè)備燒壞等情形。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種電壓補償器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中用戶端的使用電壓一般達(dá)不到供電標(biāo)準(zhǔn)中要求的電壓，可能造成用戶端用電設(shè)備燒壞等情形的問題。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種電壓補償器，所述電壓補償器包括單片機、補償線圈、電源穩(wěn)壓電路以及接觸器控制電路，其中:
[0006]所述單片機分別與所述電源穩(wěn)壓電路、接觸器控制電路連接，所述電源穩(wěn)壓電路與輸入相線連接；
[0007]所述補償線圈包括主線圈、第一副線圈和第二副線圈，所述主線圈輸入端連接所述輸入相線，所述主線圈輸出端連接輸出相線，所述第一副線圈輸入端連接所述輸入相線，輸出端連接零線，第二副線圈輸入端連接所述輸入相線，輸出端連接零線，所述第一副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第一接觸器，所述第二副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第二接觸器；
[0008]所述接觸器控制電路分別與所述第一接觸器、第二接觸器連接。
[0009]作為一種改進(jìn)的方案，所述電源穩(wěn)壓電路包括整流電路和穩(wěn)壓電路，其中，所述整流電路與所述輸入相線連接，所述整流電路和所述穩(wěn)壓電路分別與所述單片機連接。
[0010]作為一種改進(jìn)的方案，所述單片機包括采樣信號比對模塊、計算模塊和信號輸出模塊，其中，所述計算模塊分別與所述信號比對模塊和信號輸出模塊連接。
[0011]作為一種改進(jìn)的方案，所述電壓補償器還包括上電延時電路，所述上電延時電路與所述單片機連接，所述主線圈輸出端的輸出相線上設(shè)有第三接觸器，所述第三接觸器與所述上電延時電路連接。
[0012]作為一種改進(jìn)的方案，所述電壓補償器還包括過壓保護(hù)電路，所述過壓保護(hù)電路分別與所述單片機的信號輸出模塊連接，所述主線圈輸出端的輸出相線上還設(shè)有第四接觸器，所述第四接觸器與所述過壓保護(hù)電路連接。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于電壓補償器的電壓補償方法，所述方法包括下述步驟:
[0014]電源穩(wěn)壓電路對輸入相線上的交流電壓信號進(jìn)行采集，執(zhí)行整流動作，同時為所述單片機提供電源電壓，并獲取電壓補償信號；
[0015]單片機對所述電壓補償信號進(jìn)行信號比對，計算電壓補償參數(shù)，并生相應(yīng)的電壓補償信號輸送給所述接觸器控制電路；
[0016]所述接觸器控制電路根據(jù)所述電壓補償信號控制所述第一接觸器或第二接觸器閉合，控制所述第一副線圈或第二副線圈對所述主線圈進(jìn)行電壓補償。
[0017]作為一種改進(jìn)的方案，所述方法還包括下述步驟:
[0018]當(dāng)所述單片機通電工作時，上電延時電路延時閉合所述第三接觸器。
[0019]作為一種改進(jìn)的方案，所述方法還包括下述步驟:
[0020]當(dāng)所述單片機計算得到的電壓補償參數(shù)大于預(yù)先設(shè)定的過電壓保護(hù)閾值時，過壓保護(hù)電路控制打開第四接觸器，斷開輸出相線。
[0021]在本發(fā)明中，電壓補償器包括單片機、補償線圈、電源穩(wěn)壓電路以及接觸器控制電路，單片機分別與電源穩(wěn)壓電路、接觸器控制電路連接，電源穩(wěn)壓電路與輸入相線連接;補償線圈包括主線圈、第一副線圈和第二副線圈，主線圈輸入端連接所述輸入相線，主線圈輸出端連接輸出相線，第一副線圈輸入端連接所述輸入相線，輸出端連接零線，第二副線圈輸入端連接輸入相線，輸出端連接零線，第一副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第一接觸器，第二副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第二接觸器;接觸器控制電路分別與第一接觸器、第二接觸器連接，從而實現(xiàn)對輸入相線的電壓的自動補償，使到達(dá)用戶端的供電電壓滿足國家供電標(biāo)準(zhǔn)要求。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明提供的電壓補償器的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0023]圖2是本發(fā)明提供的電壓補償方法的實現(xiàn)流程圖；
[0024]其中，1-單片機，2-補償線圈，3-電源穩(wěn)壓電路，4-接觸器控制電路，5-主線圈，6-第一副線圈，7-第二副線圈，8-輸入相線，9-零線，10-第一接觸器，11-第二接觸器，12-整流電路，13-穩(wěn)壓電路，14-采樣信號比對模塊，15-計算模塊，16-信號輸出模塊，17-上電延時電路，18-第三接觸器，19-過壓保護(hù)電路，20-第四接觸器，21 -輸出相線。
【具體實施方式】
[0025]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]圖1示出了本發(fā)明提供的的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說明，圖中僅給出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。
[0027]電壓補償器包括單片機1、補償線圈2、電源穩(wěn)壓電路3以及接觸器控制電路4，其中:
[0028]單片機I分別與電源穩(wěn)壓電路3、接觸器控制電路4連接，電源穩(wěn)壓電路3與輸入相線連接；
[0029]補償線圈2包括主線圈5、第一副線圈6和第二副線圈7，主線圈5輸入端連接輸入相線8，主線圈5輸出端連接輸出相線21，第一副線圈6輸入端連接輸入相線8，輸出端連接零線9，第二副線圈7輸入端連接輸入相線8，輸出端連接零線9，第一副線圈6連接輸入相線8的一端設(shè)有第一接觸器10，第二副線圈7連接輸入相線8的一端設(shè)有第二接觸器11;
[0030]接觸器控制電路4分別與第一接觸器10、第二接觸器11連接，用于根據(jù)單片機I輸出的電壓補償信號，控制第一接觸器10和第二接觸器11的閉合時間。
[0031]其中，該第一副線圈6和第二副線圈7主要用于在通電時，為上述主線圈5提供電壓補償，主線圈5自動對輸入相線8上的電壓進(jìn)行補償，下述有具體的事例進(jìn)行說明，在此不再贅述。
[0032]在本發(fā)明實施例中，如圖1所示，電源穩(wěn)壓電路3主要用于對輸入相線8上的電壓進(jìn)行采樣取樣，然后分析生成電壓補償信號，同時為單片機I等用電器件進(jìn)行供電，其中，該電源穩(wěn)壓電路3包括整流電路12和穩(wěn)壓電路13，其中，整流電路12與輸入相線8連接，整流電路12和穩(wěn)壓電路13分別與單片機I連接；
[0033]該整流電路12將輸入相線8的電壓信號進(jìn)行整流濾波后，一路提供給單片機I作為電壓補償信號，另一路經(jīng)穩(wěn)壓電路13后，為單片機I供電，在此不再贅述。
[0034]進(jìn)一步地，如圖1所示，單片機I包括采樣信號比對模塊14、計算模塊15和信號輸出模塊16，其中，計算模塊15分別與信號比對模塊和信號輸出模塊16連接；
[0035]該采樣信號比對模塊14與上述整流電路12連接，主要用于對電壓補償信號進(jìn)行比對分析，判斷確定當(dāng)前輸入相線8輸入到主線圈5的電壓，從而通過計算模塊15生成需要補償?shù)碾妷簠?shù)，并通過信號輸出模塊16輸出到接觸器控制電路4上。
[0036]在本發(fā)明實施例中，電壓補償器還包括上電延時電路17，該上電延時電路17與單片機I連接，主線圈5輸出端的輸出相線21上設(shè)有第三接觸器18，第三接觸器18與上電延時電路17連接；
[0037]其中，該上電延時電路17主要用于防止通電開始時，單片機I輸出誤動指令，造成錯誤控制，該延時時間可以設(shè)置為5至15秒，即第三接觸器18處于斷開狀態(tài)，當(dāng)延時時間到達(dá)時，則閉合該接觸器，單片機I對于接觸器控制電路4的控制才有效。
[0038]在本發(fā)明實施例中，電壓補償器還包括過壓保護(hù)電路19，該過壓保護(hù)電路19分別與單片機I的信號輸出模塊16連接，主線圈5輸出端的輸出相線21上還設(shè)有第四接觸器20，第四接觸器20與過壓保護(hù)電路19連接；
[0039]即當(dāng)單片機I的信號輸出模塊16輸出的電壓高于預(yù)先設(shè)定的過電壓保護(hù)閾值時，則控制斷開該第四接觸器20，保護(hù)整個電壓補償器，該預(yù)先設(shè)定的過電壓保護(hù)閾值可以根據(jù)實際的需要進(jìn)行例如，例如以220V標(biāo)準(zhǔn)電壓為例，該過電壓保護(hù)閾值可以設(shè)置為240V。
[0040]其中，上述穩(wěn)壓電路13也分別與該上電延時電路17、過壓保護(hù)電路19連接，為兩者進(jìn)行供電。
[0041]圖2示出了本發(fā)明提供的基于圖1所示的電壓補償器的電壓補償方法的實現(xiàn)流程圖，其具體包括下述步驟:
[0042]在步驟SlOl中，電源穩(wěn)壓電路3對輸入相線8上的交流電壓信號進(jìn)行采集，執(zhí)行整流動作，同時為單片機I提供電源電壓，并獲取電壓補償信號。
[0043]在步驟S102中，單片機I對電壓補償信號進(jìn)行信號比對，計算電壓補償參數(shù)，并生相應(yīng)的電壓補償信號輸送給接觸器控制電路4。
[0044]在步驟S103中，接觸器控制電路4根據(jù)電壓補償信號控制第一接觸器10或第二接觸器11閉合，控制第一副線圈6或第二副線圈7對主線圈5進(jìn)行電壓補償。
[0045]其中，當(dāng)單片機I通電工作時，上電延時電路17延時閉合第三接觸器18，該延時閉合的時間可以是5至15秒；
[0046]當(dāng)單片機I計算得到的電壓補償參數(shù)大于預(yù)先設(shè)定的過電壓保護(hù)閾值時，過壓保護(hù)電路19控制打開第四接觸器20，斷開輸出相線21。
[0047]為了便于理解，下述結(jié)合上述圖1和圖2所示的實施例，進(jìn)行事例說明:
[0048]以輸入相線8的標(biāo)準(zhǔn)電壓為220V為例進(jìn)行說明；
[0049]設(shè)定第一副線圈6為補償15V同向交流電壓，即當(dāng)輸入相線8的輸入電壓低于205V時，則在單片機I以及接觸器控制電路4的控制下，第一副線圈6對應(yīng)的第一接觸器10開始閉合，第一副線圈6通電，第一副線圈6上產(chǎn)生15V的同向交流電壓，主線圈5根據(jù)第一副線圈6產(chǎn)生的15V同向交流電壓，將輸入電壓補償為205+15 = 220V，此時，第二接觸器11處于斷開狀態(tài)；
[0050]設(shè)定第二副線圈7為補償1V反向交流電壓，即當(dāng)輸入相線8的輸入電壓高于230V時，則則在單片機I以及接觸器控制電路4的控制下，第二副線圈7對應(yīng)的第二接觸器11開始閉合，第二副線圈7通電，第二副線圈7上產(chǎn)生1V的反向交流電壓，主線圈5根據(jù)第二副線圈7產(chǎn)生的1V反向交流電壓，將輸入電壓補償為230-10 = 220V，此時，由于輸入相線8的輸入電壓高于205V，第一接觸器10處于斷開狀態(tài)；
[0051 ]當(dāng)輸入相線8上輸入的電壓為205V-230V之間時，則單片機I無輸出，第一接觸器10和第二接觸器11均處于斷開狀態(tài)，第一副線圈6和第二副線圈7均無電壓輸出。
[0052]在本發(fā)明中，電壓補償器包括單片機1、補償線圈2、電源穩(wěn)壓電路3以及接觸器控制電路4，單片機I分別與電源穩(wěn)壓電路3、接觸器控制電路4連接，電源穩(wěn)壓電路與輸入相線8連接;補償線圈2包括主線圈5、第一副線圈6和第二副線圈7，主線圈5輸入端連接輸入相線8，主線圈5輸出端連接輸出相線21，第一副線圈6輸入端連接輸入相線8，輸出端連接零線9，第二副線圈7輸入端連接輸入相線8，輸出端連接零線9，第一副線圈6連接輸入相線8的一端設(shè)有第一接觸器10，第二副線圈7連接輸入相線8的一端設(shè)有第二接觸器11;接觸器控制電路4分別與第一接觸器10、第二接觸器11連接，從而實現(xiàn)對輸入相線8的電壓的自動補償，使到達(dá)用戶端的供電電壓滿足國家供電標(biāo)準(zhǔn)要求，其具有如下技術(shù)效果:
[0053](I)電網(wǎng)電壓波動時，提供穩(wěn)定的380V/220V電壓，避免用戶設(shè)備的燒壞；
[0054](2)該電壓補償器耗電低，使用壽命比其它類型的調(diào)壓器長，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)工作量少；
[0055](3)該電壓補償器通過多臺級聯(lián)方式，提高電壓調(diào)整范圍，輸出功率穩(wěn)定，不存在其它類型調(diào)壓器電壓過低時，要降功率使用的問題；
[0056](4)無中斷供電方式，用戶供電電壓無瞬間跌落現(xiàn)象，穩(wěn)定性好。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電壓補償器，其特征在于，所述電壓補償器包括單片機、補償線圈、電源穩(wěn)壓電路以及接觸器控制電路，其中: 所述單片機分別與所述電源穩(wěn)壓電路、接觸器控制電路連接，所述電源穩(wěn)壓電路與輸入相線連接； 所述補償線圈包括主線圈、第一副線圈和第二副線圈，所述主線圈輸入端連接所述輸入相線，所述主線圈輸出端連接輸出相線，所述第一副線圈輸入端連接所述輸入相線，輸出端連接零線，第二副線圈輸入端連接所述輸入相線，輸出端連接零線，所述第一副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第一接觸器，所述第二副線圈連接輸入相線的一端設(shè)有第二接觸器； 所述接觸器控制電路分別與所述第一接觸器、第二接觸器連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓補償器，其特征在于，所述電源穩(wěn)壓電路包括整流電路和穩(wěn)壓電路，其中，所述整流電路與所述輸入相線連接，所述整流電路和所述穩(wěn)壓電路分別與所述單片機連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓補償器，其特征在于，所述單片機包括采樣信號比對模塊、計算模塊和信號輸出模塊，其中，所述計算模塊分別與所述信號比對模塊和信號輸出模塊連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓補償器，其特征在于，所述電壓補償器還包括上電延時電路，所述上電延時電路與所述單片機連接，所述主線圈輸出端的輸出相線上設(shè)有第三接觸器，所述第三接觸器與所述上電延時電路連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓補償器，其特征在于，所述電壓補償器還包括過壓保護(hù)電路，所述過壓保護(hù)電路分別與所述單片機的信號輸出模塊連接，所述主線圈輸出端的輸出相線上還設(shè)有第四接觸器，所述第四接觸器與所述過壓保護(hù)電路連接。6.—種基于權(quán)利要求1所述的電壓補償器的電壓補償方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: 電源穩(wěn)壓電路對輸入相線上的交流電壓信號進(jìn)行采集，執(zhí)行整流動作，同時為所述單片機提供電源電壓，并獲取電壓補償信號； 單片機對所述電壓補償信號進(jìn)行信號比對，計算電壓補償參數(shù)，并生相應(yīng)的電壓補償信號輸送給所述接觸器控制電路； 所述接觸器控制電路根據(jù)所述電壓補償信號控制所述第一接觸器或第二接觸器閉合，控制所述第一副線圈或第二副線圈對所述主線圈進(jìn)行電壓補償。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓補償方法，其特征在于，所述方法還包括下述步驟: 當(dāng)所述單片機通電工作時，上電延時電路延時閉合所述第三接觸器。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓補償方法，其特征在于，所述方法還包括下述步驟: 當(dāng)所述單片機計算得到的電壓補償參數(shù)大于預(yù)先設(shè)定的過電壓保護(hù)閾值時，過壓保護(hù)電路控制打開第四接觸器，斷開輸出相線。
【文檔編號】H02J3/12GK105846440SQ201610344042
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】張鯤, 曲磊, 巨濤, 潘建國, 朱小正, 朱小明, 李建新
【申請人】李建新