进相器（进相机）原理介绍

一、进相器（也称进相机）简述

进相器是专为大功率绕线式异步电动机设计的就地式无功功率补偿装置，它串接于交流绕线式异步电动机的转子回路，用以提高电动机的功率因数和效率，降低电机的能量损耗，从而达到节能降耗的效果，提高企业的经济效益。

进相器是九十年代机电一体化的新技术，系采用交-交变频和微机控制技术开发而成，可用于取代感应式旋转进相机。它克服了旋转式进相机“整流子”结构特别怕尘埃、使用寿命短、维修频繁、规格少、难以与电动机达到最佳匹配等缺点。

无环流进相器的特点

除一般的无环流进相控制的共性外，我公司生产的ZHP系列无环流进相器与其它同类产品相比，具有优化的线路设计、高效的微机控制、优良的电器选件等优点，产品长期工作稳定、安全、可靠，进相补偿效果明显。

二、进相器原理

进相器工作原理图解析

1）绕线式电机转子侧进相补偿原理（即进相器进相无功补偿原理）

异步电机负载运行时的电路分析

异步电机带负载运行时的等效电路图及各物理参数的相量关系图如图（1）、（2a）所示：

图（1） 异步电动机等效电路图

由异步电动机等效电路图（1）和相量关系图（2a）可知，电机功率因数cosφ₁决定于电网电压U₁与电机定子电流I₁之间的夹角φ₁，电机定子电流的大小决定于电机转子电流I₂及空耗电流I₀（I1=I₂+I₀）。由此可见，提高转子电流I₂或减小I₂与S₂的夹角φ₂，均可使定子电流I₁向逆时针方向转移，亦即φ₁减小，电机的功率因数得以提高。

图（2a）异步电动机等效电路的相量关系图

2） 绕线式电机同转子进相补偿的数学模型

根据异步电动机等效电路的相量关系图分析可知，若在转子回路附加一个与转子电流I₂同频而相位滞后90°的附加电压U₃（相当于电容补偿），如图（2b）所示。则合成转子电压为S₃=（S₂+U₃），因转子功率因数cosφ₂只与转差率s有关，s基本不变，则I₂与S₃夹角不变，故而I₂与S₂的夹角φ₂变小，因此可以达到提高功率因数的效果。

若附加电压适当，从向量图可知不仅可以提高电机功率因数，同时可以减小定子侧电流。

3）进相器进相控制要求：

   静止式无环流进相器采用交-交变频器，将50H_Z的工频电压转变为与电动机转子电流同频的低频电压附回电机的转子回路，并使该附加电压滞后转子电流90，达到电动机转子侧串接电容器的效果。这个附加电压是由50H_Z的基波组成。图（3）为转子电流、附加电压的关系图。图（4）为矢量图。

图（3）转子电流、附加电压的相位关系图

图（4）转子电流、附加电压的矢量关系图

图（3）中，附加电压实际为两种幅值的矩形波又叠加而成，示意图如图（5）所示，其中正弦波为矩形波的包络曲线。

                    图（5）矩形波附加电压

4）进相器工作原理框图如图（6）所示：

                       图（6）ZHP进相器工作原理方框图