專利名稱：雙向pwm斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率的設(shè)備，具體涉及一種雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。
背景技術(shù)：
動(dòng)態(tài)補(bǔ)償感性無(wú)功對(duì)于改善供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量、降低線損、降低變壓器銅損和提高電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)可靠運(yùn)行至關(guān)重要，目前廣泛應(yīng)用的動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置有晶閘管投切電容器(TSC)，晶閘管調(diào)節(jié)電抗器(TCR)以及無(wú)功發(fā)生器(STATC0M)都不同程度的存在著成本高、體積大和自生諧波等問(wèn)題，對(duì)此，陳樂柱、王偉、查凡、葛宜俊發(fā)明的《斬波式無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置》專利(授權(quán)公告號(hào)CN 202034781 U，同樣的發(fā)明創(chuàng)造同日申請(qǐng)發(fā)明專利)一定程度上降低了動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的成本、體積和自生諧波，但是由于《斬波式無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置》 中采用的由雙向PWM斬波開關(guān)、濾波器和隔離變壓器構(gòu)造的交流調(diào)壓器，存在著兩個(gè)缺點(diǎn)(O為平滑電壓而增加的濾波器和續(xù)流斬波開關(guān)，增加了成本及占地空間；(2)為隔功率開關(guān)與補(bǔ)償電容器的電連接而專設(shè)的隔離變壓器，不僅增加了成本，而且還不能隔離高電壓。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的目的是提供屬于一個(gè)總發(fā)明構(gòu)思的二個(gè)相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)方案，用于低壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，即可以采用方案一，亦可采用方案二 ；用于高壓電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，采用方案二。第一項(xiàng)雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，包括三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C，三相四線電源I的每相輸出端分別與感性無(wú)功負(fù)荷2的輸入端對(duì)應(yīng)相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三相四線制電源I的A相、B相、C相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相另一端都與N線相連接。第二項(xiàng)雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置增設(shè)隔離變壓器，包括三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C和三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C，三相四線電源I的每相輸出端分別與感性無(wú)功負(fù)荷2的輸入端對(duì)應(yīng)相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C 二次側(cè)的每相一端相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相另一端分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C 二次側(cè)的每相另一端相連接，三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C—次側(cè)的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三相四線制電源I的A相、B相、C相連接，三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C —次側(cè)的每相另一端都與N線相連接。本實(shí)用新型第一項(xiàng)雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置和第二項(xiàng)雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置增設(shè)隔離變壓器中所述的三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的結(jié)構(gòu)完全相同，有兩種技術(shù)方案。I)關(guān)于雙向PWM斬波電容方案一——所述雙向PWM斬波電容屬于整流型雙向PWM斬波電容，整流型雙向PWM斬波電容由一只功率開關(guān)管K1、一個(gè)整流橋仏和一個(gè)補(bǔ)償電容C1組成，功率開關(guān)管V1的漏極D與整流橋仏的DCl+端相連接，功率開關(guān)管K7的源極S與整流橋仏的DCl —端相連接，整流橋仏的ACl端為整流型雙向PWM斬波電容的一端，整流橋仏的AC2端與補(bǔ)償電容器C1 一端相連接，補(bǔ)償電容器C1另一端為整流型雙向PWM斬波電容的另一端。2)關(guān)于雙向PWM斬波電容方案二——所述雙向PWM斬波電容屬于串聯(lián)型雙向PWM斬波電容，串聯(lián)型雙向PWM斬波電容由兩只功率開關(guān)管匕、匕和一個(gè)補(bǔ)償電容G組成，功率開關(guān)管V2的源極S與功率開關(guān)管V3的源極S相連接，功率開關(guān)管匕的漏極D為串聯(lián)型雙向PWM斬波電容的一端,功率開關(guān)管V3的漏極D與補(bǔ)償電容器Ct7的一端相連接,補(bǔ)償電容器G的另一端為串聯(lián)型雙向PWM斬波電容的另一端。本實(shí)用新型雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置與現(xiàn)有無(wú)功補(bǔ)償裝置相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1)不需要續(xù)流斬波開關(guān)，節(jié)省了續(xù)流斬波開關(guān)的成本和體積。2)具有自平滑斬波電壓、自濾除諧波的功能，不需要另設(shè)濾波器，節(jié)省了濾波器的成本和體積。3)不需要隔離功率開關(guān)與補(bǔ)償電容器之間的隔離變壓器，節(jié)省了隔離變壓器的成本和體積。4)兼有治理電網(wǎng)諧波的功能。5)可選用隔離或不隔離電源電壓的電連接?！?br> 圖I為本實(shí)用新型雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置原理圖。圖2為本實(shí)用新型雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置增設(shè)隔離變壓器原理圖。圖3為整流型雙向PWM斬波電容原理圖。圖4為串聯(lián)型雙向PWM斬波電容原理圖。圖中三相四線電源1，感性無(wú)功負(fù)荷2，隔離變壓器(3A、3B、3C)，雙向PWM斬波電容(4A、4B、4C)，固定補(bǔ)償電容器C1，功率開關(guān)管Vp V2, V3，整流橋D1，整流橋D1的交流輸入端ACl及AC2，整流橋D1的直流輸出端DC1+，整流橋D1的直流輸出端DCl —。
具體實(shí)施方式
I)由圖I可知，本實(shí)用新型雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，由三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C組成，三相四線電源I的每相輸出端分別與感性無(wú)功負(fù)荷2的輸入端對(duì)應(yīng)相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三相四線制電源I的A相、B相、C相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相另一端都與N線相連接。2)由圖2可知，本實(shí)用新型雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置增設(shè)隔離變壓器，由三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C和三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C組成，三相四線電源I的每相輸出端分別與感性無(wú)功負(fù)荷2的輸入端對(duì)應(yīng)相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C 二次側(cè)的每相一端相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相另一端分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C 二次側(cè)的每相另一端相連接，三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C —次側(cè)的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三相四線制電源I的A相、B相、C相連接，三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C —次側(cè)的每相另一端都與N線相連接。本實(shí)用新型雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置和雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置增設(shè)隔離變壓器中使用的三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的結(jié)構(gòu)完全相同，有兩種技術(shù)方案，參照?qǐng)D3、圖4說(shuō)明兩種技術(shù)方案的實(shí)施例。I)如圖3所示，所述雙向PWM斬波電容屬于整流型雙向PWM斬波電容，整流型雙向PWM斬波電容由一只功率開關(guān)管K1、一個(gè)整流橋仏和一個(gè)補(bǔ)償電容G組成，功率開關(guān)管V1的漏極D與整流橋仏的DCl+端相連接，功率開關(guān)管Vj的源極S與整流橋仏的DCl —端相連接，整流橋仏的ACl端為整流型雙向PWM斬波電容的一端，整流橋仏的AC2端與補(bǔ)償電容器G —端相連接，補(bǔ)償電容器G另一端為整流型雙向PWM斬波電容的另一端。2)如圖4所示，所述雙向PWM斬波電容屬于串聯(lián)型雙向PWM斬波電容，串聯(lián)型雙向PWM斬波電容由兩只功率開關(guān)管匕、K7和一個(gè)補(bǔ)償電容G組成，功率開關(guān)管V2的源極S與功率開關(guān)管V3的源極S相連接，功率開關(guān)管V2的漏極D為串聯(lián)型雙向PWM斬波電容的一端，功率開關(guān)管V3的漏極D與補(bǔ)償電容器G的一端相連接，補(bǔ)償電容器G的另一端為串聯(lián)型雙向PWM斬波電容的另一端?！?br> 權(quán)利要求1.一種雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其特征是，三相四線電源(I)的每相輸出端分別與感性無(wú)功負(fù)荷(2)的輸入端對(duì)應(yīng)相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三相四線制電源(I)的A相、B相、C相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相另一端都與N線相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其特征是，增設(shè)隔離變壓器，三相四線電源(I)的每相輸出端分別與感性無(wú)功負(fù)荷(2)的輸入端對(duì)應(yīng)相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C 二次側(cè)的每相一端相連接，三個(gè)雙向PWM斬波電容4A、4B、4C的每相另一端分別與對(duì)應(yīng)的三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C 二次側(cè)的每相另一端相連接，三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C —次側(cè)的每相一端分別與對(duì)應(yīng)的三相四線制電源(I)的A相、B相、C相連接，三個(gè)隔離變壓器3A、3B、3C —次側(cè)的每相另一端都與N線相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其特征是，所述的雙向PWM斬波電容屬于整流型雙向PWM斬波電容，整流型雙向PWM斬波電容由一只功率開關(guān)管K1、一個(gè)整流橋仏和一個(gè)補(bǔ)償電容C1組成，功率開關(guān)管V1的漏極D與整流橋仏的DCl+端相連接，功率開關(guān)管Vj的源極S與整流橋仏的DCl —端相連接，整流橋仏的ACl端為整流型雙向PWM斬波電容的一端，整流橋仏的AC2端與補(bǔ)償電容器G —端相連接，補(bǔ)償電容器C1另一端為整流型雙向PWM斬波電容的另一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其特征是，所述的雙向PWM斬波電容屬于串聯(lián)型雙向PWM斬波電容，串聯(lián)型雙向PWM斬波電容由兩只功率開關(guān)管V2,匕和一個(gè)補(bǔ)償電容G組成，功率開關(guān)管V2的源極S與功率開關(guān)管V3的源極S相連接，功率開關(guān)管V2的漏極D為串聯(lián)型雙向PWM斬波電容的一端，功率開關(guān)管V3的漏極D與補(bǔ)償電容器G的一端相連接，補(bǔ)償電容器G的另一端為串聯(lián)型雙向PWM斬波電容的另一端。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，屬于電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域的設(shè)備，雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)雙向PWM斬波電容中功率開關(guān)的占空比，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)容性無(wú)功功率、自平滑斬波電壓、自濾除諧波和隔離高電壓等功能，其特征是雙向PWM斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置由雙向PWM斬波電容，經(jīng)隔離變壓器連接在三相四線電網(wǎng)上。本實(shí)用新型斬波式動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置的有益效果是比普通動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置節(jié)省了續(xù)流功率開關(guān)、濾波器和隔離功率開關(guān)與固定補(bǔ)償電容器的變壓器，性價(jià)比更高、體積更小。
文檔編號(hào)H02J3/01GK202696156SQ20122003144
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月1日
發(fā)明者樊遠(yuǎn)征 申請(qǐng)人:樊遠(yuǎn)征, 蘇沁陽(yáng)