・电能质量・ 低压电器（２０１２Ｎｏ．１４）
基于有源电力滤波器和晶闸管投切
电容器的混合补偿系统的研究
梅柏杉 ， 傅 闯 ， 姚钢。， 虞江 ， 蒋焊坤
（１．上海电力学院，上海２０００９０；２．湘潭大学，湖南湘潭４１ １ １ Ｏ０； ３．上海交通大学，上海２００２４０）
摘要：为了降低有源电力滤波器（ＡＰＦ）的容量，同时有效消除电网谐波电流并 梅柏杉（１９５７）， 提高功率因数，提出了ＡＰＦ加晶闸管投切电容器（ＴＳＣ）的混合补偿系统。分析了该混 男，教授，研究方向 合补偿系统的主电路结构和工作原理。通过对比试验研究证明，该混合补偿系统不仅 为电力传动控制系 里 高电网功率因数＇而且能有效消除非线性负载产生的谐波螨具有较好的 譬 器
头川 ｌ’但。 关键词：有源电力滤波器；晶闸管投切电容器；谐波治理；无功补偿 中图分类号：ＴＮ ７１３ ．８：ＴＭ ７１４．３文献标志码：Ａ文章编号：１００１－５５３１（２０１２） １ ４ ０３５．０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｈｙｂｒｉｄ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＰＦ ａｎｄ ＴＳＣ
ＭＥＩ Ｂａｉｓｈａｎ ，Ｆ Ｃｈｕａｎｇ ，ＹＡＯ Ｇａｎｇ ， Ｊｉａｎｇ ，ＪＩＡＮＧ Ｈａｎｋｕｎ
（１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｘｉａｎｇｔａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉａｎｇｔａｎ ４ １ １ １ ００，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒ（ＡＰＦ）ａｎｄ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ，ａ ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＡＰＦ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｃａｐａｃｉｔｏｒ（ＴＳＣ）ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｈｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｙｂｒｉｄ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ｅｌｅｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｃｕｒｒｅｎｔｓ ａｒｉｓｅｄ ｆｒｏｍ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｌｏａｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｆｉｌｔｅｒ（ＡＰＦ）；ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｃａｐａｃｉｔｏｒ（ＴＳＣ）；ｈａｒｍｏｍｃ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ； ｒｅａｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
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文案大全 PLC输出类型选择及其使用中的注意事项
摘要：本文简要比较了PLC的继电器和晶体管两种输出类型的工作原理及特点,提出了在选型和使用中应注意的事项。
关键词：PLC输出类型、继电器、晶体管
1．引言
PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型，两者的工作参数差别较大，使用前需加以区别，以免误用而导致产品损坏。本文简要介绍了继电器和晶体管输出的特点及使用中的注意事项。
2． 继电器和晶体管输出工作原理
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的（如图1所示）。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。从继电器的工作原理可以看出，它是一种机电元件，通过机械动作来实现触点的通断，是有触点元件。
图1 电磁式继电器结构图晶体管是一种电子元件，它是通过基极电流来控制集电极与发射极的导通。它是无触点元件。
3． 继电器与晶体管输出的主要差别
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文案大全 由于继电器与晶体管工作原理的不同，导致了两者的工作参数存在了较大的差异，下面以艾默生EC系列PLC相关数据为例进行比较说明（输出口主要规格参见表1）
（1）驱动负载不同
继电器型可接交流220V或直流24V负载，没有极性要求；晶体管型只能接直流24V负载，有极性要求。
继电器的负载电流比较大可以达到2A，晶体管负载电流为0.2-0.3A。同时与负载类型有关，具体参见表1。 表1 输出端口规格
1 PLC输出电路(继电器,晶体管,晶闸管输出)区别和注意事项
PLC的输出电路形式一般分为：继电器输出，晶体管输出和晶闸管输出三种。弄清这三种输出形式的区别，对于PLC的硬件设计工作非常有必要。下面以三菱PLC为例，简要介绍一下这三种输出电路形式的区别和注意事项，其它公司的PLC输出电路形式也大同小异。
1、晶体管输出电路
晶体管输出电路形式相比于继电器输出响应快（一般在0.2ms以下），适用于要求快速响应的场合；由于晶体管是无机械触点，因此比继电器输出电路形式的寿命长。
晶体管输出型电路的外接电源只能是直接电源，这是其应用局限的一方面。另外，晶体管输出驱动能力要小于继电器输出，允许负载电压一般为DC5V～30V，允许负载电流为0.2A～0.5A。这两点的使用晶体管输出电路形式时要注意。
晶体管输出电路的形式主要有两种：NPN和PNP型集电极开路输出。如下图所示：
图2 NPN集电极开路输出
2 图3 PNP集电极开路输出
由以上两图可看出这两种晶体管输出电路形式的区别：NPN型集电极开路输出形式的公共端COM只能接外接电源的负极，而PNP型的COM端只能接外接电源的正极。
和继电器输出形式电路一样，在驱动感性负载时也要在负载两端反向并联二极管（二极管的阴极接电源的正极）防止过电压，保护PLC的输出电路。
2、继电器输出电路
这是PLC输出电路常见的一种形式，其电路形式如下图所示。该种输出电路形式外接电源既可以是直流，也可以是交流。
图1 继电器输出
PLC继电器输出电路形式允许负载一般是AC250V/50V以下，负载电流可达2A，容量可达80～100VA（电压×电流），因此，PLC的输出一般不宜直接驱动大电流负载（一般通过一个小负载来驱动大负载，如PLC的输出可以接一个电流比较小的中间继电器，再由中间继电器触点驱动大负载，如接触器线圈等）。
PLC输出类型选择及其使用中的注意事项
摘要：本文简要比较了PLC的继电器和晶体管两种输出类型的工作原理及特点,提出了在选型和使用中应注意的事项。
关键词：PLC输出类型、继电器、晶体管
1．引言
PLC的输出类型有继电器和晶体管两种类型，两者的工作参数差别较大，使用前需加以区别，以免误用而导致产品损坏。本文简要介绍了继电器和晶体管输出的特点及使用中的注意事项。
2． 继电器和晶体管输出工作原理
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的（如图1所示）。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。从继电器的工作原理可以看出，它是一种机电元件，通过机械动作来实现触点的通断，是有触点元件。
图1 电磁式继电器结构图晶体管是一种电子元件，它是通过基极电流来控制集电极与发射极的导通。它是无触点元件。
3． 继电器与晶体管输出的主要差别
由于继电器与晶体管工作原理的不同，导致了两者的工作参数存在了较大的差异，下面以艾默生EC系列PLC相关数据为例进行比较说明（输出口主要规格参见表1）
（1）驱动负载不同
继电器型可接交流220V或直流24V负载，没有极性要求；晶体管型只能接直流24V负载，有极性要求。
继电器的负载电流比较大可以达到2A，晶体管负载电流为0.2-0.3A。同时与负载类型有关，具体参见表1。 表1 输出端口规格
