棘輪補償裝置設計思路

1. 動態補償裝置的原理是

動態無功補償裝置復的要求是補償容量制動態可調，響應速度快，投切平穩，無沖擊和波形畸變。

動態補償的優點：反應快，補償效果好，特別適用於負載波動劇烈的場合。動態補償通常還有分補功能，可以對不平衡的負載做良好的補償。動態補償的不足：價格高，可靠性還不夠，自身耗能很大。在負載比較穩定的場合沒有優勢。能較好的解決點焊機、行吊。。。。行業的特俗要求。

2. 在電容器無功補償裝置中怎麼根據電容器的容量選擇合適的電抗器

由CKSC-15/6-6% 可以看出系統額定電壓為6KV，電抗器容量為15KVA
300*1000=（6*6*1000000）/Xc
Xc=120歐姆 Ic=6000/120=50A
Xl=7.2歐姆
L=22.93mH
6%可以看出電抗器容量為300*6%=15KVA
不知道有用沒有，我是專業做電抗器的。[email protected]我郵箱

3. 低壓系統既有有源濾波又有無功補償應該怎麼布置

城市軌道交通低壓無功補償裝置及有源濾波裝置的應用目前國內城市軌道交通線路供電系統低壓配電系統普遍存在由於諧波問題導致電氣設備損壞的現象，本文通過對諧波問題產生的原因進行分析，提出切合工程實施的解決方案。一、存在問題及現狀分析（1）低壓系統諧波來源低壓動力照明負荷包括車站的通風空調、自動扶梯、排水、通風、消防及各車站、區間、變電所的照明負荷等能耗，其中含有大量變頻負荷，且隨著節能的需要，變頻負荷所佔的比重逐年提高。變頻負荷也在逐年增加，其產生的諧波電流也在相應增加。（2）無功補償為集中補償地鐵系統動力照明負荷的無功分量，目前地鐵系統一般在變電所0.4kV母線設置電力電容器組，電容器組具有自動投切功能，且功率因數連續可調，調節范圍一般在0.8～0.9之間，使補償後的功率因數不低於0.9。（3）無功補償裝置與諧波的關系根據GB50157-2003《地鐵設計規范》，地鐵動力照明供電系統應採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。因此，國內地鐵動力照明供電系統多採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。從理論上，該電力電容器無論在基波下還是在諧波下均表現為容性，因此，對於不論是來自於配電變壓器高壓側的諧波還是來自於低壓變頻負荷產生的諧波均會起到放大作用。其放大作用已經被國內多個地鐵系統的實測結果所驗證。系統的諧波過大將會帶來供電質量下降、斷路器誤動作、電容器諧振損壞、熔絲型保護裝置意外動作以及敏感的電子通訊設備損壞等問題，進而造成電氣設備的絕緣壽命和使用壽命大大降低。因此，目前國內絕大部分城市軌道交通採用的是預留電容補償裝置的做法，即便在工程中已經投入，也暫緩投入使用。二、設備發展情況結合目前現有的技術，濾波裝置和無功補償設備主要有以下幾種方案：方案一、單體電容器三角形接法組成的低壓無功功率補償方案。如圖1所示。該電容器雖然起到了無功補償以提高功率因數的目的，但是它對系統所產生的5、7、11、13、23、25等次諧波起到了放大的作用。該接線形式技術簡單、投資最少，但存在放大諧波的問題。
圖1單體電容器三角形接法組成的低壓無功功率補償方案方案二、在低壓400V母線上設有源濾波裝置，如圖2所示，它可以產生與來自於低壓負荷的諧波大小相等，相位相反的諧波，從而有效地濾除諧波。有源濾波裝置可以單獨設定各次諧波的濾波目標，不存在過載及過補償的問題。但是牽引負荷所產生的諧波會通過配電變壓器傳輸至低壓側從而會經過該單體電容器，該方式對限制電容器放大牽引負荷產生的諧波沒有效果。圖2 低壓400V母線上設有源濾波裝置方案三、無功補償裝置採用帶電抗器的無功補償裝置（即電容器串聯電抗器），通過選取元件的參數使裝置在諧波頻率下為一低阻抗支路以吸收諧波，在基波頻率下僅呈容性以提高功率因數。該方式下為避免諧波放大，需要單調諧濾波頻率設定在地鐵負荷產生的最低次諧波頻率附近，且應在該最低次諧波頻率下呈感性。但地鐵供電系統中諧波頻譜較寬，若採用該方式，則對其它更高次諧波的濾波效果較差。若設置多組調諧支路，由於有嚴格的投切次序，不易做到諧波與無功補償共贏的效果的控制，較難滿足系統運行狀態的變化。同時該方式遠期可擴展性及靈活性相對較差。4）帶電抗器的無功補償裝置與有源濾波裝置同時使用，它綜合了兩者的優點，有源濾波器對來自於低壓系統調頻負荷的諧波進行濾除，帶電抗器的無功補償裝置使其在諧波下呈現感性，從而避免對諧波的放大，同時避免與系統形成諧振。只是，該方案對系統來說投資較大。綜上，第4種方案既能夠濾除來自低壓負荷側的諧波，又能避免對來自牽引負荷側的諧波放大。但是，由於地鐵低壓諧波源種類繁多，在地鐵建設初期很難對諧波進行准確計算，隨著地鐵建設的未來擴容和改造，很難合理地確定有源濾波裝置的容量。因此建議先預留相應的安裝位置和接線條件，在建設調試階段對低壓諧波進行實際測量和評估後，再根據評估結果最終確定有源濾波裝置的投入容量。
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城市軌道交通低壓無功補償裝置及有源濾波裝置的應用
城市軌道交通低壓無功補償裝置及有源濾波裝置的應用
目前國內城市軌道交通線路供電系統低壓配電系統普遍存在由於諧波問題導致電氣設備損壞的現象，本文通過對諧波問題產生的原因進行分析，提出切合工程實施的解決方案。
一、存在問題及現狀分析
（1）低壓系統諧波來源
低壓動力照明負荷包括車站的通風空調、自動扶梯、排水、通風、消防及各車站、區間、變電所的照明負荷等能耗，其中含有大量變頻負荷，且隨著節能的需要，變頻負荷所佔的比重逐年提高。變頻負荷也在逐年增加，其產生的諧波電流也在相應增加。（2）無功補償
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為集中補償地鐵系統動力照明負荷的無功分量，目前地鐵系統一般在變電所0.4kV母線設置電力電容器組，電容器組具有自動投切功能，且功率因數連續可調，調節范圍一般在0.8～0.9之間，使補償後的功率因數不低於0.9。
（3）無功補償裝置與諧波的關系
根據GB50157-2003《地鐵設計規范》，地鐵動力照明供電系統應採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。因此，國內地鐵動力照明供電系統多採用並聯電力電容器作為無功補償裝置。從理論上，該電力電容器無論在基波下還是在諧波下均表現為容性，因此，對於不論是來自於配電變壓器高壓側的諧波還是來自於低壓變頻負荷產生的諧波均會起到放大作用。其放大作用已經被國內多個地鐵系統的實測結果所驗證。系統的諧波過大將會帶來供電質量下降、斷路器誤動作、電容器諧振損壞、熔絲型保護裝置意外動作以及敏感的電子通訊設備損壞等問題，進而造成電氣設備的絕緣壽命和使用壽命大大降低。因此，目前國內絕大部分城市軌道交通採用的是預留電容補償裝置的做法，即便在工程中已經投入，也暫緩投入使用。

4. 闡述滑輪補償裝置和棘輪補償裝置的優缺點有哪些

闡述滑輪補償裝置正源和棘輪補償裝置的優缺舉仿態點：
1、補償棘輪與補償滑輪組相比，其最大優點是具有斷線制動功能，可以縮小事故范圍，便於搶修恢復。
2、棘輪式補償裝置與滑輪式補償裝置相比，具有佔用空間少、轉動靈活、傳動效率高、防腐性能好，使用壽命長等優點。缺點是棘輪本體形狀復雜，輪徑大，薄壁部位多。
3、滑輪補償裝置優點是結大中構結實，有較大的過載能力。

5. 關於高壓電容自動補償的探討

一、概述
在電力系統中，隨著變壓器和交流電動機等電感性負載的廣泛使用，電力系統的供配電設備中經常流動著大量的感性無功電流。這些無功電流佔用大量的供配電設備容量，同時增春沒加了線路輸送電流，因而增加了饋電線路損耗，使電力設備得不到充分利用。作為解決問題的辦法之一，就是採用無功功率補償裝置，使無功功率就地得到補償，盡量減少或不佔用供配電設備容量，提高設備的利用效率。最常見的辦法就是採用電容器組提供電容性電流對電感性電流給予補償，以提高功率因數。目前，在配電系統中，已經普遍使用了低壓電容集中自動補償裝置，根據需要，使低壓無功功率就地得到補償。而在高壓系統中，目前使用比較多的補償還是傳統的固定式電容補償裝置，集中的自動補償裝置使用還很不普遍。由於傳統的補償方式存在安全性能差、補償精度低和勞動強度大等問題，大家都希望有一種更加安全可靠、補償精度更高、自動化水平更高的補償裝置供設計選用。
我們從1995年開始，在天津經濟技術開發區二期雨、污水泵站；東海路雨、污水泵站；泰豐路雨水泵站和天津市月牙河雨水泵站等工程中試用6kV高壓電容自動補償裝置。經過幾年來的使用，證明補償後功率因數達到0.95以上，自動化水平高，補償效果滿意。得到各使用單位的一致好評。本文結合工程使用情況，就高壓電容集中自動補償裝置有關技術問題進行簡單介紹。以作拋磚引玉。
二、補償實施方案和補償容量的確定
要想得到理想的補償效果，首先要確定合理的補償實施方案、准確計算需要補償的容量。目前常見的補償方法有傳統的固定式電容器組人工插拔熔斷器控制補償容量法；單台設備隨機就地電容補償法和集中電容器自動補償法。其中傳統補償方法簡單，但補償精度低，勞動強度大，危險性大，受人為因素影響太多。
單台設備就地補償法就是針對單台設備在當地進行補償，其優點是從設備需求點補償，深入到需求補償第一位置，補償范圍大。其缺點是確定補償容量困難。既不能過補償，又必須保證電路不得發生LC諧振和避免發生自激現象。因在計算無功電流時，無功電流主要成分是由電機勵磁電流I0，滿負荷運行時的無功電流增量ID1、欠載運行時的無功電流增量ID2等組成的。因為隨著電動機運行狀態的變化，上述各參數都在不停地變化，動態變數變化因素太多，很難確定準確的無功補償需求量。不同的生產設備在選配電動機時的啟動容量裕度各不相同，所以，在設備運行中其電動機的飽和程度各不相同，其欠載運行的無功電流增量ID2各不相同；其次，電動機的實際工作狀態隨時變化，如：水泵電機隨著進水水位、出水水位的變化電動機負載率隨時都在變化，無法確定準確的工況。而單台設備就地補償法在補償容量確定後，是以固定不變的補償容量，去平衡隨時浮動變化的動態工況，就很難得到滿意的高精度補償效果。
此外，在單台補償的電容器裝置中，補償電容器是與主機一對一固定配套安裝的，隨著主機的運行而補償電容器同時投入運行，當主機停止運行時補償電容也一齊被切除，各機組之間的電容器相互獨立不能互補，電容器得不到充分利用，增加了設備投資。而且，市政工程的特點是運行時 間集中、設備容量較大；備用設備的運行利用率更低等。再者，由於補償電容器隨著主機的運行而一齊投入運行，則主機的啟動電流與電容器合閘涌流是同時處於最大值，兩個電流最大值相加增大沖擊電流效應。
如果採用成組設備集中自動補償法，則補償容量可根據當時整體運行工況需要，自動投入所需容量，可以達到比較高的補償精度。隨著補償設備的步長越短則補償精度越高，如果步長為無級變化則功率因數從理論上講可以精確到1，這將為高精度准確補償打下基礎。而且不論任慶森中何一台電機工作時，補償電容器均可根據線路總體需要投入運行，使每組補償電容器得到充分利用。
三、補償設備步長劃分與設備配置
雖然理論上無級自動補償裝置補償精度可以達到1，但是在一般市政工程實際應用中，為了合理地利用有限的資金投入，並不要求理論上的最大值，只要滿足工程精度需要就可以了。所以工程中大多數情況都是由多台設備並列運行，通常設備在4台以上時，如將所需最大補償電容量分成6~8步等步長容量投入，就可以基本滿足工程實際精度需要。如同目譽山前常見的低壓電容器自動補償裝置一樣，一般分8步等容量投入方案的使用已經非常普遍，其理論可以推廣到高壓電容補償裝置中使用。但是在高壓系統中如果沿用低壓補償的思路，對於採用高壓真空接觸器控制的方案，仍可採用等容量配置。而對於使用真空斷路器的情況而言，則因為真空斷路器價格相對較高，所以，在保證相同功能的基礎上盡量減少真空斷路器的使用數量，對節約投資是有著非常明顯的作用的。工程中如果合理選用控制器，可以減少真空斷路器數量，例如：對於採用等步長容量分配電容器組的設備組，7步補償需要7台真空斷路器，如果採用1 2 4的不等容量控制器的配置，只需3台真空斷路器就可以達到7步等步長容量補償的效果，其形式為1、2、1 2、4、4 1、4 2、4 2 1.這樣既保證了補償精度又將大大節約設備的一次性投資。
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6. 我設計的低壓無功補償裝置，無功補償時如果出現過壓的情況，那麼裝置會怎麼樣請具體說明謝謝

呵呵

好好學習標准吧，這么重要的功能，你都不知道，這樣搞設計會出大問題的。

對於補償電容器來說，最怕的就是過電壓，只要電壓超出額定值，就很容易損壞。因此，標准規定：只要過壓，就要盡快切除電容，此時不管補償情況如何。

我們有一個QQ群：「奧特無功補償互助營」，群號：228052165。歡迎來這里討論無功補償的問題。也有很多的資料可以下載。

7. 減速機棘輪裝置結構及作用

棘輪機構的類型(Types of Ratchet Mechanism)
常用棘輪機構可分為輪齒式與摩擦式兩大類：

1、輪齒式棘輪機構(Tooth Ratchet Mechanism)

按嚙合方式可分成外嚙合(externally meshed，如圖7-1所示)和內嚙合(internally meshed，如圖7-2所示)棘輪機構。根據棘輪的運動又可分為兩種情況：

(1) 單向式棘輪機構

單向式棘輪機構的特點是擺桿向一個方向擺動時，棘輪沿同一方向轉過某一角度；而擺桿向另一個方向擺動時，棘輪靜止不動(如圖7-1)。雙動式棘輪機構，擺桿的往復擺動，都能使棘輪沿單一方向轉動，棘輪轉動方向是不可改變的(如圖7-3)。

圖 7-2 圖 7-3

(2)雙向式棘輪機構

若將棘輪輪齒做成短梯形或矩形時，變動棘爪的放置位置或方向後，可改變棘輪的轉動方向。棘輪在正、反兩個轉動方向上都可實現間歇轉動。

圖 7-4

2、摩擦式棘輪機構(Friction Ratchet Mechanism or Silent Ratchet Mechanism)

(1) 偏心楔塊式棘輪機構

偏心楔塊式棘輪機構的工作原理與輪齒式棘輪機構相同，只是用偏心扇形楔塊代替棘爪，用摩擦輪代替棘輪。利用楔塊與摩擦輪間的摩擦力與楔塊偏心的幾何條件來實現摩擦輪的單向間歇轉動。

a)

b)

圖 7-5

(2) 滾子楔緊式棘輪機構

圖7-6為常用的摩擦式棘輪機構，構件1逆時針轉動或構件3順時針轉動時，在摩擦力作用下能使滾子2楔緊在構件1、3形成的收斂狹隙處，則構件1、3成一體，一起轉動；運動相反時，構件1、3成脫離狀態。

圖 7-6

三、棘輪機構的特點和應用(Features and Application of Ratchet Mechanism)

輪齒式棘輪機構結構簡單，易於製造，運動可靠，從動棘輪轉角容易實現有級調整，但棘爪在齒面滑過引起雜訊與沖擊，在高速時尤為嚴重。故常於低速、輕載的場合用作間歇運動控制。

摩擦式棘輪機構傳遞運動較平穩，無噪音，從動件的轉角可作無級調整。但難以避免打滑現象，因而運動准確性較差，不適合用於精確傳遞運動的場合。
四、棘輪機構設計中的主要問題(Main Problems in Ratchet Mechanism Design)

1、棘輪齒形的選擇

最常見的棘輪齒形為不對稱梯形，如圖7-12所示。為了便於加工，當棘輪機構承受載荷不大時，可採用三角形棘輪輪齒（見圖7-1和圖7-9），三角形輪齒的非工作齒面可作成直線型和圓弧形。雙向式棘輪機構，由於需雙向驅動，因此常採用矩形或對稱梯形作為棘輪齒形(圖7-4)。

2、棘輪轉角大小的調整

(1) 採用棘輪罩
採用棘輪罩，使棘爪的部分行程沿棘輪罩表面滑過，若改變棘輪罩位置，即可調整棘輪轉角的大小，如圖7-9所示。
(2) 改變擺桿擺角
圖7-10所示棘輪機構中，通過改變曲柄搖桿機構曲柄長度OA的方法來改變搖桿擺角的大小，從而調整棘輪機構轉角的大小。

圖 7-9 圖 7-10

(3) 多爪棘輪機構
要使棘輪每次轉動小於一個輪齒所對的中心角γ時，可採用棘爪數為n的多爪棘輪機構。如圖7-11所示n=3的棘輪機構，三棘爪位置依次錯開γ/3，當擺桿轉角1在[γ/3，γ] 范圍內變化時，三棘爪依次落入齒槽，推動棘輪轉動相應角度2為[γ/3，γ] 范圍內γ/3整數倍，即棘輪轉角為γ/3或2γ/3。

圖 7-11

3、棘輪機構的可靠工作條件

(1) 棘爪可靠嚙合條件
圖7-12中，θ為棘輪齒工作齒面與徑向線間的夾角，稱齒面角，L為棘爪長，O1為棘爪軸心，O2為棘輪軸心，嚙合力作用點為P（為簡便起見，設P點在棘輪齒頂），當傳遞相同力矩時，O1位於O2P的垂線上，棘爪軸受力最小。

為使棘爪能順利地滑入棘輪齒根，要求齒面角θ大於摩擦角，即是棘爪受的總反作用力FR的作用線必須在棘爪軸心O1和棘輪軸心O2之間穿過。

圖 7-12

(2) 偏心塊楔緊條件
對於圖7-5a 所示的偏心楔塊式棘輪機構，擺桿逆時針轉動時，輪3對楔塊2在接觸點A作用正壓力FN與摩擦力fFN。正壓力FN有松開楔塊的作用，要使楔塊楔緊棘輪3，應使FN與fFN對O2的矩滿足

故 tan < f = tan

即

圖 7-5 a)

式中，為摩擦角；為楔塊廓線升角。因此偏心塊楔緊條件為：楔塊廓線升角小於摩擦角。也可用摩擦輪對偏心楔塊總反力FR的作用線必須通過兩回轉中心O1和O2的連接線段來判定。

(3) 滾子楔緊條件
圖7-6所示滾子楔緊式棘輪機構，滾子受力情況如圖7-13所示。圖中當套筒1逆時針方向轉動時，在摩擦力FA作用下，滾子2有逆時針滾動的趨勢，因此星輪3在接觸點B對滾子有圖示摩擦力FB。摩擦力FA與FB使滾子楔緊，其夾角為楔緊角β，而滾子2在接觸點A、B的正壓力FNA和FNB欲將滾子擠向楔形大端而松開。因此滾子楔緊條件為：楔緊角小於兩倍的摩擦角。但β角選擇過小，反向運動時滾子將不易退出楔緊狀態。即：

回答人的補充 2009-08-02 12:11 減速機是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將電機（馬達）的回轉數減速到所要的回轉數，並得到較大轉矩的機構。在目前用於傳遞動力與運動的機構中，減速機的應用范圍相當廣泛。幾乎在各式機械的傳動系統中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車，建築用的重型機具，機械工業所用的加工機具及自動化生產設備，到日常生活中常見的家電，鍾表等等.其應用從大動力的傳輸工作，到小負荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應用，且在工業應用上，減速機具有減速及增加轉矩功能。因此廣泛應用在速度與扭矩的轉換設備。減速機的作用主要有：
1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。
2）減速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機都有一個慣量數值。
減速機的工作原理
減速機一般用於低轉速大扭矩的傳動設備，把電動機.內燃機或其它高速運轉的動力通過減速機的輸入軸上的齒數少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果，大小齒輪的齒數之比，就是傳動比。

8. 接觸網棘輪補償裝置工作原理

齒背上滑動。接粗春觸網棘輪裝置原理是當主動件搖桿逆時針擺動時，驅動棘爪便插入清大棘輪的齒槽岩正耐中，推動棘輪轉過一個角度，此時，止動爪在棘輪的齒背上滑動。