一、前言

眾所周知，隨著電力電子技術的發展以及脈沖調制技術和單片機的廣泛應用，使交流變頻技術開拓了節能降耗的新領域。萬洲電氣自主研發的WVP變負載進相器也正是在此基礎上實現了兩者的完美結合，主要應用在各工礦企業的大中型繞線電機上，成功的實現了大中型繞線式異步電動機的節能降耗，大大降低了電機的無功損耗，最重要的功能特點是滿足在變負載工況的無功補償要求，完全適用于突變式負載場合，具有傳統的無功補償裝置無法比擬的優勢，目前在鋼廠、木業、糖業、礦山等行業已經取得了很好的使用效果。

二、負載特點

在我國，各大中型企業中所使用的大中型繞線式異步電動機拖動的負載并不是恒定的，負載變化十分復雜，并且還存在突變式負載的情況，例如鋼廠的軋鋼機、穿孔機，木業的熱磨機，糖業的撕解機以及礦業的破碎機等均屬于變化性負載。同時這些感性負載所引起的無功損耗也是不容忽視的，在選擇一個最可行、最有效無功補償方案時，首先要考慮的是要滿足該補償對象的負載特點。上述負載具有以下特點：

1、電機載荷的有效率只有50％～80％。即，鋼廠的軋機和穿孔機有一半的時間處于空運轉狀態，甚至運轉率會更低；木業廠的熱磨機即使是在滿負荷運行，但電機的負荷并不是額定的（電機選型配置大）。這就要求補償裝置能夠在電機輕載或空載時提供精確的無功補償量。

2、負載變化頻繁、且變化量大。要求補償裝置能夠判斷電機的運行狀態，進行實時的狀態跟蹤，實現動態補償。

三、WVP變負載進相器與普通靜止式進相器的區別

1、應用場所不同

WVP進相器適用于變負載的場合，尤其是突變式負載；普通靜止式進相器只適用于恒負載或者負載變化量不大的場合

2、工作控制原理不同

普通的靜止式進相器是通過轉子電流傳感器采集轉子電流信號及工頻電壓提供的同步信號經過單片機的處理后對電機進行實時補償；WVP進相器在普通靜止式進相器的基礎上增加了電機的運行狀態判斷功能，通過單片機對電機電流的實時監控實現動態補償。

WVP變負載進相器優化整合了普通靜止式進相器的所有功能和優點，只需通過簡單的參數設置即可進行兩種工作狀態的自由切換。也可以這樣說，WVP變負載進相器適用于所有負載類型的繞線式電機的無功補償。

四、WVP進相器的工作原理

WVP變負載進相器是串接在電機轉子回路中的。當電機運行進相時，進相器通過轉子電流傳感器采集到的轉子電流信號及工頻電壓提供的同步信號經過單片機的處理，適時發出觸發指令經過觸發板的放大，控制由12只晶閘管組成的交—交變頻裝置，將工頻電源變為和轉子電流同頻率，并且相位超前的電勢疊加到電機轉子回路中，改變轉子電流與轉子電壓的相位關系，通過磁場進而改變電機定子電流與定子電壓的相位關系，減小功率因數角，最終使電機本身的功率因數得以提高，定子電流得以下降，達到對電機補償的目的。同時單片機對電機狀態進行跟蹤，自動調整補償量實現動態補償。

WVP變負載進相器性能特點：

1、采用先進的交交變頻技術和微機控制技術，可靠性高；

2、可使電機功率因數提高到0.95～0.99之間的范圍，無功功率降低60%以上；

3、降低電機定子電流10%～20%，降低線損、銅損20%-30%；

4、電機溫升顯著降低，效率及過載能力大大提高，電機使用壽命延長；

5、補償性能遠優于電容補償：不只是提高了線路的功率因數，更重要的是提高了電機本身的功率因數；

6、綜合性能優于旋轉式進相機：微機控制，可自動跟蹤電機運行狀態變化并自動調整相關參數使補償效果最佳；無轉動部件，適應環境的能力更強；

7、自動跟蹤電機運行狀態的變化并自動調整相關參數達到最佳的補償效果，是普通靜止式進相器無法做到的。

五、WVP變負載進相器典型實例應用

木業熱磨機上的應用

湖南某人造板廠，年產中密度板5萬方。廠內配電系統簡介和系統運行現狀概述：

采用一路10KV電源供電，10KV高壓側負載是一臺1400KW的繞線式三相異步電動機和一臺2500KVA的變壓器（變比10/0.4KV，為廠內所有低壓用電設備提供電力），變壓器低壓側使用了低壓電容集中補償，采用自動投切方式，基本保證整個變壓器低壓側功率因數在0.92左右。

高壓電機是廠內的最主要用電設備，正常生產的情況下高壓電機的運行電流最高在70A左右，負載率不到額定功率的80％，如遇新換熱磨機磨片則電機運行電流會減小到60A左右。在某一生產環節設備有問題時，可能會停止對熱磨機的投料，電機完全處于輕載運行狀態，運行電流20A。由于電機長期處于輕載或欠載運行狀態，導致電機自身的平均功率因數很低，無功消耗增加，從而影響到廠內整個供電系統的功率因數只在0.80～0.85之間（和當月的電機利用率密切相關），由于功率因數低于供電部門要求的最低0.90的標準，所以每月存在電力罰款。

附： 高壓電機參數

型號YRSK630-4      額定功率1400KW     額定電壓10KV

額定電流 95.3A      轉子開路電壓1590V   額定功率因數0.89

轉子額定電流535A   額定轉速1487r/min

2007年3月17日從萬洲電氣購買了一臺WVP2－1000G變負載進相器，5月7日調試正常投入運行。

使電機分別處于輕載與正常帶載兩種狀態，測量在投入進相器前后的電機運行參數如下表：

進相情況下，通過調整熱磨機進料螺旋的速度來控制電機的負載電流在20A～65A之間變化，進相器始終保持最佳的補償效果，一直使電機的功率因數達到0.95以上，實現了動態的補償。進而使全廠的功率因數由以前的0.80～0.85提高到0.91～0.93，徹底解決了電力罰款問題。