现有的此类装置绝大多数都是通过微电脑控制继电器，再由继电器控制接触器来增减补偿电容器的容量，以达到补偿无功功率，控制功率因数之目的。如北京市平谷县远声电子设备厂生产的《JKGIB－8》微电脑无功功率自动补偿控制器就是采用以上所述的技术。该类装置的主要缺点是(1)投切速度慢，该类装置每分钟投切次数不足两次，所以在电动机的起动过程中或在负荷波动频繁的情况下，控制器不能及时地补偿其无功功率；(2)冲击电流大，现有的装置用接触器做电容器的投切元件，在接触器接通的瞬间，电网的瞬时电压与电容器的残余电压相差很大(最大为电网电压的最大值加电容器的残余电压)，因而电容器电压有一个突变过程，使电容器和电网都产生一个很大的冲击电流，造成电网的高次谐波干扰，降低接触器和电容器的常规使用的寿命；(3)在投切过程中产生较大的振动和噪音；(4)在投切过程中产生火花。

  本实用新型目的是提供一种投切速度快，冲击电流小，在投切过程中振动和噪音都很小，且不产生火花的无功功率快速自动补偿器。

  实现本目的之技术方案为，将一个电压采样器、一个无功检测器和一个同步脉冲发生器与电网相接，并将电压采样器和无功检测器的一个输出端与信号处理器相接，信号处理器的一个输出端与过压显示器相接，信号处理器的另一个输出端和同步脉冲发生器的一个输出端与模／数转换器相接，模／数转换器的输出端、同步脉冲发生器的一个输出端和窄脉冲发生器的输出端与与门相接，与门的输出端与触发器相接，触发器与补偿器相接。

  补偿器也能够使用3只晶闸管和3只二极管呈半控式连接方式作为补偿电容器的投切控制元件。

  本实用新型的优点是(1)投切速度快，当电网频率为50赫时，每分钟最高投切速度可达1500次；(2)冲击电流小，投入时冲击电流小于额定电流的10％，切除时电流为零；(3)无振动和噪音；(4)无火花。

  图1 结构示意图图2 补偿器为全控式三角形控相连接图3 补偿器为全控式三角形控线 补偿器为全控式星形连接图5 补偿器为半控式三角形连接图6 补偿器为半控式星形连接。

  实施例该装置的结构如图1所示。无功检测器5与电网1相接，它把电网中的无功功率变为无功信号(与无功功率成正比的电压信号)，并且把这个无功信号送至信号处理器6做处理。信号处理器6能够使用逻辑电路组成，也能够使用单片CPU。信号处理器6将处理后的无功信号送至模／数转换器7，模／数转换器7在同步信号发生器9的控制下，按电网的频率每周期对无功信号进行一次取样和变换，把无功信号变成相应的二进制数字，并将此数字信号送至与其相连接的与门8。每一位二进制的数码都能控制一组补偿电容器组C1～C3的投切，数码为1时，受控的补偿电容器组投入电网；数码为零时，受控的补偿电容器组从电网中切除。模／数转换器7也可以用计数器代替。将模／数转换器7的一个输出端、同步信号发生器9的一个输出端和窄脉冲发生器11的输出端与与门8相接。由于补偿器13中的晶闸管都是在理论电流过零点之后用窄脉冲串进行触发导通，全控连接的触发窄脉冲串的宽度为90°～180°，半控连接的触发窄脉冲串的宽度为15°～45°，所以，同步脉冲信号发生器9的功能是发出与窄脉冲串宽度相同的宽脉冲，并且与电网的相位保持严格的同步，窄脉冲发生器11的功能是发出不间断的连续窄脉冲串。当模／数转换器7的输出端为高电位时，与门8输出触发晶闸管的窄脉冲串，给与其相连接的触发器12去触发补偿器13中的晶闸管；反之，当模／数转换器7的输出端为零电位时，与门8就不发出触发晶闸管的窄脉冲串，达到控制之目的。电压采样器2与电网1相接，测量电网的电压，当电网电压过高时(＞420V)，它将发出信号，将信号送至与其相接的信号处理器6，信号处理器6将全部补偿电容器组切除，并通过与信号处理器相接的过压显示器3作出过压指示，当电网电压在正常值时(≤420V)，电压采样器没信号输出，补偿电容器组正常投入运行，过压显示器3不显示。过压显示器3能够使用发光二极管。

  补偿器13由投切控制元件和补偿电容器组组成。投切控制元件能全控式连接，也可以半控式连接。

  投切控制元件全控式连接的方式是在每一根线反并联后再并联一个电阻R和电容C构成。投切控制元件全控式连接后与补偿电容器组C1～C3可以呈三角形控相连接，即将控制元件接在三角形连接的电容器组C1～C3的各相中(如附图2所示)；也可以呈全控式三角形控线连接，即将控制元件串接在三角形连接的电容器组C1～C3的进线所示)。投切元件呈全控式连接后与补偿电容器组C1～C3还可以呈星形连接，即将控制元件串接在呈星形连接的电容器组的进线所示)。

  投切控制元件能呈半控式连接，即在每一根线反并联后再并联一个电阻R和电容C而构成。半控式连接的投切元件与补偿电容器组C1～C3可以呈三角形连接，即将控制元件串接在三角形连接的电容器组C1～C3的各相中(如附图5所示)；也可以呈半控式星形连接，即将控制元件串接在星形连接的电容器组C1～C3的进线所示)。

  该装置的补偿电容器可以分成若干组，且使相临两电容器组的电容量为21，最大容量的电容器组受模／数转换器7二进制数字输出的最高位的控制，最高位为1时，最大容量组的电容器投入；最高位为零时，最大容量组的电容器切除。容量为最大容量组电容器容量的一半的电容器组受模／数转换器二进制输出数字的次高位控制，以此类推。

  与模／数转换器7相接的分组显示器4可以用发光二极管，用来显示模／数转换器7输出二进制数字各位的状态，同时也显示了各电容器组的投切状态。

  可以设置一个调试器10与信号处理器6相接，由调试器10给出模拟电网1取得的信号，使补偿器13投入或切断，对装置进行调试。

  整个控制过程为若功率因数正好符合标准要求，无功检测器5通过信号处理器6维持现有信号送至模／数转换器7，因模／数转换器7的输入电压不变，输出的二进制数字也不变，因而不改变电容器组的投切状态；当电网的功率因数降低时，无功功率检测器输出的信号增大，信号处理器6输出的信号也增大，模／数转换器7输出的二进制数字也增大，投入的电容器容量增多，将功率因数提高；当电网的功率因数过高时，同理能够大大减少电容器的容量，使电网的功率因数下降到要求的范围内。

  权利要求1.一种无功功率快速自动补偿器，其结构为电压采样器2和无功检测器5与电网1相接，电压采样器2和无功检测器5的输出端与信号处理器6的输入端相接，信号处理器6的一个输出端与过压显示器3相接，其特征是同步脉冲发生器9的输入端与电网1相接，输出端与模/数转换器7和与门8相接，信号处理器6的一个输出端与模/数转换器7相接，模/数转换器7的输出端和窄脉冲发生器11的输出端与与门8相接，与门8的输出端与触发器12相接，触发器12与补偿器13相接。

  2.如权利要求1所述的无功功率快速自动补偿器，其特征是所述的补偿器13采用晶闸管T1～T6呈全控式联接方式作为补偿电容器C1～C3的投切控制元件。

  3.如权利要求2所述的无功功率快速自动补偿器，其特征是所述的晶闸管T1～T6与补偿电容C1～C3呈三角形连接。

  4.如权利要求2所述的无功功率快速自动补偿器，其特征是所述的晶闸管T1～T6与补偿电容C1～C3呈星形连接。

  5.如权利要求1所述的无功功率快速自动补偿器，其特征是所述的补偿器13采用二极管D1～D3和晶闸管T7～T9反并联呈半控式连接方式，作为补偿电容C1～C3的投切控制元件。

  6.如权利要求5所述的无功功率快速自动补偿器，其特征是所述的二极管D1～D3和晶闸管T7～T9呈半控式连接后与补偿电容C1～C3呈三角形连接。

  7.如权利要求5所述的无功功率快速自动补偿器，其特征是所述的二极管D1～D3和晶闸管T7～T9呈半控式连接后与补偿电容C1～C3呈星形连接。

  专利摘要本实用新型公开了一种无功功率快速自动补偿器。其技术方案是利用晶闸管反并联或利用晶闸管和二极管反并联组成补偿电容器的投切控制元件，代替现存技术中的利用接触器的触点对补偿电容器进行投切。该技术方案的优点是投切速度快、冲击电流小、无振动、无噪音和无火花等。