全文摘要
本申请公开一种电压源电流源自动切换的移相系统，所述系统用于三相交流电路中的负载，所述移相系统包括：单相整流器(1)、直流逆变器(2)、开关组件(3)和控制器(4)，其中，在三相配电系统中安装有所述移相系统后，单相整流器与直流逆变器形成的支路与负载原通路并联，并且通过控制器实现电压电流闭环控制来实现各支路的通断，使得在移相过程中，如果电网与移相系统并联，则单相整流器与直流逆变器形成的支路可以采用电流源模式运行，从而使系统不会出现电压源并联造成的过流情况，减小移相前后电路中由于相位差或幅值差而引起的冲击电压以及对于电动机等负荷反电势的影响。
主设计要求
1.一种电压源电流源自动切换的移相系统，其特征在于，所述系统用于三相交流电路中的负载，所述移相系统包括：单相整流器（1）、直流逆变器（2）、开关组件（3）和控制器（4），其中，所述单相整流器（1）与三相交流电路中任一相连通；所述直流逆变器（2）包括两个输入端口，所述直流逆变器（2）的输入端口与所述单相整流器（1）的两个输出端口分别连通；所述直流逆变器（2）还包括两个输出端口，所述直流逆变器（2）的两个输出端口分别与负载（5）连通；所述负载（5）与三相交流电路中任意一相连通；在所述负载（5）与所述三相交流电路的通路上还设置有用于控制各相通路通断的开关组件（3）；所述控制器（4）与所述单相整流器（1）、直流逆变器（2）和开关组件（3）分别连通，用于分别控制所述单相整流器（1）、直流逆变器（2）的运行或者停止，以及控制开关组件（3）的通断。
设计方案
1.一种电压源电流源自动切换的移相系统，其特征在于，所述系统用于三相交流电路中的负载，所述移相系统包括：单相整流器（1）、直流逆变器（2）、开关组件（3）和控制器（4），其中，
所述单相整流器（1）与三相交流电路中任一相连通；
所述直流逆变器（2）包括两个输入端口，所述直流逆变器（2）的输入端口与所述单相整流器（1）的两个输出端口分别连通；
所述直流逆变器（2）还包括两个输出端口，所述直流逆变器（2）的两个输出端口分别与负载（5）连通；
所述负载（5）与三相交流电路中任意一相连通；
在所述负载（5）与所述三相交流电路的通路上还设置有用于控制各相通路通断的开关组件（3）；
所述控制器（4）与所述单相整流器（1）、直流逆变器（2）和开关组件（3）分别连通，用于分别控制所述单相整流器（1）、直流逆变器（2）的运行或者停止，以及控制开关组件（3）的通断。
2.根据权利要求1所述的移相系统，其特征在于，所述开关组件（3）包括三个单闸开关，每个单闸开关分别设置于所述三相交流电路中的一相上，所述开关组件（3）中的所有单闸开关并联。
3.根据权利要求1所述的移相系统，其特征在于，所述控制器（4）为可以进行电源电压双环控制与电流环单环控制快速切换及对三相交流电路幅值频率相位信息采集处理的控制器。
4.根据权利要求1所述的移相系统，其特征在于，在移相之前或者移相之后，所述单相整流器（1）、直流逆变器（2）处于待运行状态。
5.根据权利要求1所述的移相系统，其特征在于，在移相过程中，如果负载由所述单相整流器（1）和直流逆变器（2）支路单独供电，则所述控制器（4）为电压源控制状态。
设计说明书
技术领域
本申请属于智能电网领域，特别涉及一种电压源电流源自动切换的移相系统。
背景技术
三相交流电是三个相位差互为120°的对称正弦交流电的组合，它是由三相发电机三组对称的绕组产生的，每一绕组连同其外部回路称一相，分别记以A、B、C，它们的组合称三相制，常以三相三线制和三相四线制方式，即三角形接法和星形接法供电。
三相制的主要优点是在电力输送上节省导线；能产生旋转磁场，并且能够为结构简单使用方便的异步电动机的发展和应用创造条件。由于三相制不排除对单相负载供电，因此三相交流电具有最广泛的应用。
日常生活接触的负载，如电灯、电视机、电冰箱、电风扇等家用电器及单相电动机，它们都是用两根导线接到电路中，即属于单相负载。在三相四线制供电时，多个单相负载应尽量均衡地分别接到三相电路中去，而不应把它们集中在三相电路中的一相电路里。如果三相电路中的每一根所接的负载的阻抗和性质都相同，则认为三相电路中负载是对称的。但实际上多个单相负载接到三相电路中构成的三相负载并不能完全对称。
现实的情况是，配电公变中存在三相负荷严重不平衡，导致配电公变损耗增加，配变运行温度变高，零线电流过大，存在零线烧坏等隐患。因此，在三相电路中常常使用移相系统动态调节三相负荷分配。目前，存在智能移相系统，使用这些智能移相系统基本能够智能化不断电移相，但是，这些智能移相系统的控制功能简单，通常不考虑在移相过程中由于移相前后电路中相位差而引起的冲击电压以及对于电动机等负荷反电势的影响，因此，常会出现跳闸等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的是在三相电路移相前后电路产生相位差的问题。
本实用新型提供一种电压源电流源自动切换的移相系统，所述系统用于三相交流电路中的负载，所述移相系统包括：单相整流器1、直流逆变器2、开关组件3和控制器4，其中，所述单相整流器1与三相交流电路中任一相连通；所述直流逆变器2包括两个输入端口，所述直流逆变器2的输入端口与所述单相整流器1的两个输出端口分别连通；所述直流逆变器2还包括两个输出端口，所述直流逆变器2的两个输出端口分别与负载5连通；所述负载5与三相交流电路中任意一相连通，；在所述负载5与所述第二相的通路上还设置有用于控制各相通路通断的开关组件3；所述控制器4与所述单相整流器1、直流逆变器2和开关组件3分别连通，用于分别控制所述单相整流器1、直流逆变器2的运行或者停止，以及控制开关组件3的通断。
在一种可实现的方式中，所述开关组件3包括三个单闸开关，每个单闸开关分别设置于所述三相交流电路中的一相上，所述开关组件3中的所有单闸开关并联。
在一种可实现的方式中，所述控制器4为可以进行电源电压双环控制与电流环单环控制快速切换及对三相交流电路幅值频率相位信息采集处理的控制器。
在一种可实现的方式中，在移相之前或者移相之后，所述单相整流器1、直流逆变器2处于待运行状态。
在一种可实现的方式中，在移相过程中，如果负载与所述单相整流器1和直流逆变器2支路以及负载与所述第二相支路并联运行，则所述控制器4为电流源控制状态。
在一种可实现的方式中，在移相过程中，如果负载由所述单相整流器1和直流逆变器2支路单独供电，则所述控制器4为电压源控制状态。
与现有技术相比，本实用新型提供的系统预设有单相整流器与直流逆变器形成的支路，在三相电器中安装有所述移相系统后，所述单相整流器与直流逆变器形成的支路与负载原通路并联，并且通过可以进行电源电压双环控制与电流环单环控制快速切换及对三相交流电路幅值频率相位信息采集处理的控制器来控制各支路的通断，使得在移相过程中，如果两支路并联，则单相整流器与直流逆变器形成的支路可以采用电流源模式运行，从而使系统不会出现电压源并联造成的过流情况，减小移相前后电路中由于相位差或幅值差而引起的冲击电压以及对于电动机等负荷反电势的影响。
附图说明
图1为根据本实用新型一个优选实施方式示出的电压源电流源自动切换的移相系统结构示意图。
附图标记说明
1-单相整流器，2-直流逆变器，3-开关组件，4-控制器，5-负载。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面通过具体的实施例对本申请中一种电压源电流源自动切换的移相系统及工作原理进行详细阐述。
图1为根据本实用新型一个优选实施方式示出的电压源电流源自动切换的移相系统结构示意图，如图1所示，在本实施例中，以一个负载为例说明本申请提供移相系统的结构及其工作原理。
本实施例提供的电压源电流源自动切换的移相系统用于三相交流电路中的负载，所述三相交流电路包括A相、B相和C相，在所述三相交流电路中还包括N线，即，零线。在移相前，所述负载可以与三相交流电路中的任意一相接通，在移相后，所述负载也可以与其余两相中任意一相接通。
通常，在负载与三相交流电路接通并且正常运行的情况下，所述负载处于电压源控制状态，即，加载于负载上的电压是保持恒定的，传统的移相方式中，在移相过程中也会采用所有支路均保持电压源控制状态。
在本实施例中，所述移相系统包括单相整流器1、直流逆变器2、开关组件3和控制器4。
本领域技术人员可知地，所述装置还包括负载出线。
在本实施例中，所述单相整流器1与所述直流逆变器2串联，形成移相支路，所述移相支路与所述开关组件3并联。
进一步地，所述单相整流器1包括两个输入端口，所述单相整流器1的一个输入端口与三相交流电路中任一相连通，另一个输入端口与N线连通。
所述直流逆变器2包括两个输入端口，所述直流逆变器2的输入端口与所述单相整流器1的两个输出端口分别连通。
所述直流逆变器2还包括两个输出端口，所述直流逆变器2的两个输出端口分别与负载5连通。
在本实施例中，所述负载5还与第二相连通，所述第二相为三相交流电路中任意一相，从而，所述负载可以通过移相支路和\/或第二相供电。
进一步地，在所述负载5与所述第二相的通路上还设置有用于控制第二相通路通断的开关组件3。
在一种可实现的方式中，所述开关组件3包括三个单闸开关，每个单闸开关分别设置于所述三相交流电路中的一相上，所述开关组件3中的所有单闸开关并联，使得所述负载可以通过所述开关组件3与三相交流电路中的任意一相连通，从而，为实现移相提供基础。
在本实施例中，所述控制器4与所述单相整流器1、直流逆变器2和开关组件3分别连通，用于分别控制所述单相整流器1、直流逆变器2的运行或者停止，以及控制开关组件3的通断。
具体地，所述单相整流器1和直流逆变器2的内部分别设置有用于各自运行或者停止的开关元件，所述控制器4可以通过所述开关元件来控制单相整流器1以及直流逆变器2的运行或者停止。
对于开关组件3，可以设置电控阀等元件，使得控制器4可以通过控制电控阀来控制开关组件3任意一个单闸开关的通断。
在本实施例中，所述控制器4为电源双环控制器，即，可以根据需要使所述移相支路以电压源模式为所述负载供电，也可以使所述移相支路以电流源模式为负载供电。
在本实施例中，在移相之前或者移相之后，所述单相整流器1、直流逆变器2处于待运行状态，即，所述负载由三相交流电路正常供电的情况下，控制器4可以通过控制所述单相整流器1和直流逆变器2中的开关元件，使它们处于待运行状态，从而使所述移相支路不对所述负载供电，所述负载仅通过三相交流电路供电。
为使所述负载不断电运行，在移相过程中，会存在移相支路与三相交流电路并联为所述负载同时供电的时间段，在此时间段内，即，如果负载与所述单相整流器1和直流逆变器2支路以及负载与所述第二相支路并联运行，则所述控制器4可以控制所述移相支路为电流源控制状态。
进一步地，在移相过程中，在移相切换过程中，还存在单独通过移相支路供电的时间段，在此时间段内，即，如果负载与所述单相整流器1和直流逆变器2支路单路运行，则所述控制器4可以控制所述移相支路为电压源控制状态。
在本实施例中，所述电压源电流源自动切换的移相系统还设置有电柜箱图1中未示出，所述单相整流器1、直流逆变器2、开关组件3以及控制器4等封装于所述电柜箱中，在所述电柜箱上还可以设置有控制面板，用于设定控制参数，或者向控制器发出移相指令等，实现与控制器4人机互动。
以下结合图1所示的电压源电流源自动切换的移相系统说明本申请提供的移相系统的工作原理：
首先，按照图1所示的电路图将所述电压源电流源自动切换的移相系统安装于三相交流电路中，其中，所述单相整流器1可以与三相交流电路中的任意一相连通；同样地，在移相前，所述负载也可以与三相交流电路中任意一相连通，而且，移动的目标相也可以为其余两相中的任意一相，在本例中，以所述单相整流器1与A相连通，移相前负载5与A相连通，移相目标相为B相为例进行说明。
在本例中，移相前所述负载5由所述三相交流电路供电，控制器4控制所述单相整流器1以及直流逆变器2处于待运行的状态。当控制器4接收到移相指示后，控制器4控制所述单相整流器1以及直流逆变器2处于电流源模式运行状态，即，接通移相支路，此时，移相支路与原三相交流电路同时为所述负载供电，当所述移相支路运行稳定后，控制器4控制所述开关组件3中与A相连通的单闸开关切断，控制器4控制在所述与A相连通的单闸开关切断的同时，使所述直流逆变器2转换为电压源模式运行，即，在负载5与原三相交流电路切断的同时所述移相支路转换为电压源模式为所述负载供电；接着，控制器4调整电压频率，从而改变所述移相支路中电压的相位，使得移相支路中电压的相位逐渐转变为目标相的相位，待所述移相支路中电压的相位到达目标相的相位后，直流逆变器2停止调整电压频率，待所述移相电路运行稳定后，控制器4控制所述开关组件3中设置于目标相电路中的单闸开关，在本例中，为设置于B相上的单闸开关接通，在接通B相上单闸开关的同时，控制器4控制所述直流逆变器2转换为电流源模式运行，此时，新三相交流电路以及移相支路同时为所述负载供电，当所述控制器检测到新三相交流电路供电稳定后，控制所述单相整流器1以及直流逆变器2恢复待运行状态，移相完成。
本实用新型提供的移相系统能够在移相过程中，在负载双电源供电时段实现电压源与电流源双电源供电，从而避免双电压源供电对负载造成冲击电压等问题，进而提供一种在实现不断电移相、稳定性好、准确性高等效果的同时，还能够避免对负载造成冲击电压的问题，来保护负载安全；并且，所述移相系统可以利用控制器随时监控电路的相位状态以及电压情况，便于安装调试。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920308441.6
申请日:2019-03-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:95(青岛)
授权编号:CN209472581U
授权时间:20191008
主分类号:H02P 25/16
专利分类号:H02P25/16;H02P27/06
范畴分类:37A;
申请人:中国石油大学（华东）
第一申请人:中国石油大学（华东）
申请人地址:266000 山东省青岛市黄岛区长江西路66号
发明人:高云凡;程雪颖;范浩宇;郭文捷;申晓阳;朱劲男;丁瑜;李一航;孟维琦
第一发明人:高云凡
当前权利人:中国石油大学（华东）
代理人:赵明媚
代理机构:37108
代理机构编号:山东济南齐鲁科技专利事务所有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计