静止式进相器和电容对电机无功补偿的比较

静止式进相器和电容对电机无功补偿的比较
(2003-4-11 1:56:39 , 点击:1581)
作者：万州电气技术工程师罗亚斌
静止式进相器是一种专用于绕线电机的新型无功功率补偿装置，采用先进的交-交变频技术和单片机技术，是机电一体化的产物。

静止式进相器已被国家经贸委认定为2001年度国家重点新产品，经在几千家企业应用，受到了用户的好评。

一、静止式进相器工作原理
静止式进相器的原理框图如下：
静止式进相器是串接在转子回路中对电机起作用的。

电机运行时，进相器采集电机转子电流信号和同步电压信号，经微处理器CPU进行数据和相位处理，控制和调整可控硅的触发信号，使可控硅组成的交—交变频器将降压后的工频电源变为和转子电流同频率，相位滞后90°的附加电势加在电机转子回路中。

转子的电流和电压相位因此改变，通过磁场进而改变电机定子的电流与电压的相位角，使电机的功率因数提高，得到补偿。

二、静止式进相器补偿原理
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。

激磁电流Im由关系式Im=I1e-I2e，从向量图可得出Im。

当在转子回路串接静止式进相器的附加电势后，转子电流的相位变为图中的I2。

由于负载不变，激磁电流Im不变。

此时的电子电流I1由关系式I1=Im+I2，从向量图可得出I1，如图所示。

从图中可以看出I1的功率因数角和幅值都比I2e小，说明电机的功率因数有所提高，定子电流有所下降。

这正是静止式进相器所要达到的对电机补偿的目的。

三、静止式进相器和电容器对电机补偿的比较
回路不同
静止式进相器的补偿回路和电容的补偿回路分别如下：
从图中可以看出：静止式进相器和电容补偿对电机的作用点不同，电容是在电机的前端定子侧进行补偿；静止式进相器是从电机的末端转子侧进行补偿。

各自的回路等效的原理图分别如下：
补偿方式不同
电容补偿是通过提供无功功率给电机，使电机减少对电网的无功功率的吸收，本身的无功消耗并没有减少；静止式进相器补偿是通过在电机转子回路串联和转子电流同频率的电源，改变转子电流和电压的相位关系，进而通过磁场减小定子电流和电压的相位角，使电机的无功功率损耗减少。

补偿范围不同
电容并联在电机的前端，其补偿范围是在补偿点的前端，没有覆盖后端的电机；静止式进相器串联在电机的后端，其补偿范围扩大到了电机。

各自的补偿范围如各自的回路图中虚线框所示。

补偿效果不同
电容补偿是从外部进行的，并没有改变电机的运行状况，电机本身的功率因数没有提高，定子电流没有下降，消耗的无功功率没有减少，只是提高了电网的功率因数。

所以，严格的说，并联电容补偿是对电网的补偿，而不是对电机的补偿。

而静止式进相器的补偿是从电机内部改变运行状况，使电机本身的功率因数提高到0.95～0.98以上，电子电流下降10～20%，无功功率消耗下降60%以上，进而使电网功率因数得到提高。

静止式进相器补偿使电机定子电流减小的同时，产生许多电容补偿所不能达到的效果，电机的定子电流减少使变压器或电源有更大余量，电机铜损会降低20~30%，自身损耗会减少，效率提高，电机温升降低，使用寿命延长，过载能力提高，单耗降低，产生节能效果。

这些都是电容外部补偿所不能做到的。