基本信息
- 项目名称：
- 无极性电解电容器功率因数补偿装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目旨在提供一种可在一定范围内替代现有交流功率因数补偿的新方案--交流功率因数动态补偿电路，即将有源功率因数校正技术与动态调节无极性半导体电解电容器补偿有机结合在一起，利用电力电子元件中的自关断元件（场效应晶体管）控制无极性半导体电解电容器进行50KHZ脉宽调制式充放电，调节动态补偿电容器，自动控制负载的功率因数在0.95-0.98。
- 详细介绍：
- 本项目旨在提供一种可在一定范围内替代现有交流功率因数补偿的新方案--交流功率因数动态补偿电路，即将有源功率因数校正技术与动态调节无极性半导体电解电容器补偿有机结合在一起，利用电力电子元件中的自关断元件（场效应晶体管）控制无极性半导体电解电容器进行50KHZ脉宽调制式充放电大小，调节动态补偿电容器，自动控制负载的功率因数在0.95-0.98。由于高频限流电感体积小，滤波效果好。研制出的补偿装置具有体积小、效率高、使用和维护方法等优点。适合于现场随机用电设备的动态功率因数进行自动补偿。为现场随机进行功率因数补偿装置的普及应用，提供一种可行的新方法和新装置。为节约电能，减少碳排放探索出新途径。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本装置的目的就是克服现有电容器式功率补偿方法的缺点。分别对单相的半个周期的功率因数波形进行检测后，进而对有源补偿动态控制电路进行动态功率因数补偿控制。 利用电解电容器体积小、容量大的优点，在前半周期（0-π/2）利用半导体二极管对电容器进行充电，充至峰值即π/2时充电完毕；然后在π/2-π周期内由自关断元件对电容器进行脉冲式放电，通过调节脉冲的宽度来调节放电电流的大小，进而实现动态补偿功率因数的目的。由于调节电容器的放电量实际上就是调节电容器的电容值，也可以说该方法是连续可变有源电容器补偿功率因数方。 创新点： （1）.利用半导体器件实现无极性电解电容器在交流电路中的应用。 （2）.设计并实现无极性电解电容的线性可控。 （3）.实现功率因数动态补偿到0.98. （4）.成本低，体积小，补偿容量大，易于控制，安全可靠。 （5）.在供电系统中，可替代现有的功率因数补偿装置，应用前景广阔。 现有产品技术参数 工作电压220V/50HZ 补偿容量2.5千乏（Kvar） 补偿无功率 800瓦 可对3KW以下电器进行补偿
科学性、先进性
- 用该方法制成的功率因数补偿装置可对电网的功率因数自动跟踪，进行功率因数动态补偿。相比于现有的功率因数补偿装置，该装置具有成本低、体积小、补偿容量大、易于控制、安全可靠等优点。可适用于家庭办公场所电器进行功率因数补偿，达到节约能源的目的。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 已经成功研制出两台样机。
技术转让方式
- 协商
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 相比于现有的功率因数补偿装置，该装置具有成本低、体积小、补偿容量大、易于控制、安全可靠等优点。可适用于家庭办公场所电器进行功率因数补偿，达到节约能源的目的。
同类课题研究水平概述
- 现有的动态功率因数补偿装置是采用一个固定电容器与可调电感并联组合而成，调节可调电感的大小，对负载进行功率因数补偿。由于使用电网频率50HZ 所以电感体积大、效率低，噪音大和成本高，只适合集中补偿装置。 功率因数校正技术是提高交流负载功率因数的另一有效措施，有源功率因数校正技术（APFC）由于具有电容器容量小、效率高、整机体积小、易控制和对电网无不良影响等众多优点，而备受关注。但该技术只能应用于交流整流后直流输出的直流稳压电源上。因此，寻找一种适合现场动态交流负载的交流功率因数校正补偿方法已经成为节能环保领域亟待解决的课题。 现有的补偿装置按其与需要补偿的设备之间的距离划分集中补偿与现场补偿。集中补偿就是在变电所设置一台补偿装置对变电所供电设备进行功率因数补偿，由于用电设备到变电所都有一定距离，由于设备与变电所之间的线路损耗，致使补偿效果较差。现场补偿为现场的设备距离较近用一台补偿设备。而现场补偿由于距离需要补偿的设备距离近，线路损耗小可充分利用补偿装置，并且补偿效果好，是未来补偿设备发展的方向。
