一種pwm控制電抗器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種PWM控制電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電抗器大都為磁飽和電抗器，其調(diào)節(jié)電感參數(shù)的速度通常較慢，一般調(diào)節(jié)時(shí) 間為Is左右，而實(shí)際應(yīng)用中，電感參數(shù)往往需要根據(jù)系統(tǒng)的參數(shù)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，如在 限制電網(wǎng)小電流接地故障的消弧線圈自動(dòng)投入裝置中，需要根據(jù)實(shí)時(shí)檢測(cè)情況來(lái)及時(shí)投入 電感電流，因此低效率調(diào)感的電抗器使用效果較差；普通的磁飽和電抗器大都調(diào)節(jié)范圍有 限，如果想增大調(diào)感范圍，則需要采用抽頭來(lái)選擇調(diào)感范圍，由此而導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)十分復(fù) 雜，大大增加了設(shè)備成本，同時(shí)在實(shí)用的過(guò)程中需要經(jīng)常變換抽頭的檔位，操作十分復(fù)雜， 大大降低了調(diào)節(jié)速度；另外，磁飽和電抗器為通過(guò)調(diào)節(jié)晶閩管的導(dǎo)通角調(diào)節(jié)電感參數(shù)，因此 存在產(chǎn)生諧波的問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種PWM控制電抗器，它結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 合理，采用PWM控制技術(shù)對(duì)電感參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)速度快，調(diào)節(jié)范圍大，大大提高了調(diào)整 效率，保證了電抗器在實(shí)際運(yùn)行中效果；同時(shí)其控制策略簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，簡(jiǎn)化了設(shè)備構(gòu)造， 降低了設(shè)備成本；在電感調(diào)節(jié)的過(guò)程中諧波含量低，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性，解決了現(xiàn)有技術(shù) 中存在的問(wèn)題。
[0004] 本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] 一種PWM控制電抗器，包括一電壓源，相互并聯(lián)的電阻R和電感L1串聯(lián)一電容 C后連接在電壓源的兩端，由反向串聯(lián)的絕緣柵雙極晶體管IGBT1、IGBT2和反向串聯(lián)的 IGBT3、IGBT4相串聯(lián)，第一IBGT驅(qū)動(dòng)電路和第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端1分別與IGBT1、 IGBT2相連、第SIBGT驅(qū)動(dòng)電路和第四IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端2分別與IGBT3、IGBT4相 連，PWM控制電路分別與第一IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第SIBGT驅(qū)動(dòng)電路和第 四IBGT驅(qū)動(dòng)電路相連，一同步電路分別與PWM控制電路和主回路相連。
[0006] 所述第一IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第SIBGT驅(qū)動(dòng)電路和第四IBGT驅(qū) 動(dòng)電路均包括一驅(qū)動(dòng)巧片U4,所述驅(qū)動(dòng)巧片U4為IR21084巧片，驅(qū)動(dòng)巧片U4的6號(hào)引腳為 輸出端1，與IGBT1或IGT2的口極相連，7號(hào)引腳為輸出端2,與IGBT3或IGBT4的口極相 連趣包括一光電禪合巧片U3,所述光電禪合巧片U3為6N137巧片，光電禪合巧片U3的2 號(hào)引腳通過(guò)一電阻R1與PWM控制電路相連，其6號(hào)引腳與驅(qū)動(dòng)巧片U4的2號(hào)引腳和3號(hào) 引腳相連，又分別通過(guò)一電阻R2與電源Vcc相連、通過(guò)一電容C2接地設(shè)置，在8號(hào)引腳和 5號(hào)引腳之間設(shè)有一電容C1。
[0007] 本實(shí)用新型采用上述方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，采用PWM控制技術(shù)對(duì)電感參數(shù)進(jìn)行調(diào) 節(jié)，調(diào)節(jié)速度快，調(diào)節(jié)范圍大，大大提高了調(diào)整效率，保證了電抗器在實(shí)際運(yùn)行中效果；同時(shí) 其控制策略簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，簡(jiǎn)化了設(shè)備構(gòu)造，降低了設(shè)備成本；在電感調(diào)節(jié)的過(guò)程中諧波 含量低，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性。
【附圖說(shuō)明】
[000引圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009] 圖2為本實(shí)用新型的IBGT驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0010] 圖3為本實(shí)用新型的PWM1和PWM2波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為能清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合其附圖，對(duì)本 實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[001引如圖1-3所示，一種PWM控制電抗器，包括一電壓源，相互并聯(lián)的電阻R和電感L1串聯(lián)一電容C后連接在電壓源的兩端，由反向串聯(lián)的絕緣柵雙極晶體管IGBT1、IGBT2和反 向串聯(lián)的IGBT3、IGBT4相串聯(lián)，第一IBGT驅(qū)動(dòng)電路和第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端1分別 與IGBTUIGBT2相連、第SIBGT驅(qū)動(dòng)電路和第四IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端2分別與IGBT3、 IGBT4相連，PWM控制電路分別與第一IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第SIBGT驅(qū)動(dòng) 電路和第四IBGT驅(qū)動(dòng)電路相連，一同步電路分別與PWM控制電路和主回路相連。
[0013] 所述第一IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第SIBGT驅(qū)動(dòng)電路和第四IBGT驅(qū) 動(dòng)電路均包括一驅(qū)動(dòng)巧片U4,所述驅(qū)動(dòng)巧片U4為IR21084巧片，驅(qū)動(dòng)巧片U4的6號(hào)引腳為 輸出端1，與IGBT1或IGT2的口極相連，7號(hào)引腳為輸出端2,與IGBT3或IGBT4的口極相 連趣包括一光電禪合巧片U3,所述光電禪合巧片U3為6N137巧片，光電禪合巧片U3的2 號(hào)引腳通過(guò)一電阻R1與PWM控制電路相連，其6號(hào)引腳與驅(qū)動(dòng)巧片U4的2號(hào)引腳和3號(hào) 引腳相連，又分別通過(guò)一電阻R2與電源Vcc相連、通過(guò)一電容C2接地設(shè)置，在8號(hào)引腳和 5號(hào)引腳之間設(shè)有一電容C1。
[0014] 驅(qū)動(dòng)巧片U4的4號(hào)引腳通過(guò)一電阻R3接地設(shè)置，5號(hào)引腳接地設(shè)置，又通過(guò)一電 容C3與電源Vcc相連，6號(hào)引腳通過(guò)一電容C4與電源Vcc相連，在11號(hào)引腳和13號(hào)引腳 之間設(shè)有一電容巧，13號(hào)引腳通過(guò)一二極管D1與電源Vcc相連。
[001引通過(guò)調(diào)節(jié)R3的電阻值，能夠改變輸出端1和輸出端2之間的輸出死區(qū)時(shí)間，不再 需要利用軟件來(lái)對(duì)死區(qū)時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)；采用光電禪合巧片U3進(jìn)行電氣隔離，控制可靠，隔 離效果好。電阻R2能夠避免尖峰脈沖噪聲產(chǎn)生的誤導(dǎo)通，電容C1為O.luf高頻特性良好 的電容，可W吸收電源線上的紋波，又可W減小光電隔離巧片U3接受端開(kāi)關(guān)工作時(shí)對(duì)電源 的沖擊。電阻R2和電容C2絕對(duì)了電路較快響應(yīng)的時(shí)間。
[0016] 運(yùn)行時(shí)，由IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4共同工作實(shí)現(xiàn)調(diào)感，由PWM控制電路控制IGBT驅(qū)動(dòng)電路輸出PWM波形，IGBT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端1和輸出端2分別輸出PWM1和PWM2 波形，在系統(tǒng)電壓正半周時(shí)，即ti時(shí)刻，PWM1為高電平，PWM2為低電平，此時(shí)，IGBT1的開(kāi) 關(guān)管為打開(kāi)狀態(tài)，IGBT2由于受到自身承受反向電壓而無(wú)法開(kāi)通，同時(shí)IGBT3和IGBT4處于 關(guān)斷狀態(tài)，此時(shí)，電流經(jīng)IGBT1、IGBT2的反并聯(lián)二極管W及電抗器L2回到電壓源。在系統(tǒng) 電壓負(fù)半周，即t2時(shí)刻，PWM1為低電平，PWM2為高電平，此時(shí)，IGBT1處于關(guān)斷狀態(tài)，IGBT3 和IGBT4收到開(kāi)通信號(hào)后，由于電感電流不能突變，因此IGBT3無(wú)法導(dǎo)通，IGBT4處于導(dǎo)通 狀態(tài)，電感電流經(jīng)IGBT3的反向并聯(lián)二極管和IGBT4形成續(xù)流回路。在整個(gè)運(yùn)行的過(guò)程中， IGBTl和IGBT2作為主電路導(dǎo)通與否的開(kāi)關(guān)器件，而IGBT3和IGBT4作為抗電器續(xù)流回路的 開(kāi)關(guān)器件。
[0017] 在一個(gè)電壓周期的運(yùn)行過(guò)程中，能夠得出W下公式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種PWM控制電抗器，其特征在于：包括一電壓源，相互并聯(lián)的電阻R和電感LI串 聯(lián)一電容C后連接在電壓源的兩端，由反向串聯(lián)的絕緣柵雙極晶體管IGBT1、IGBT2和反向 串聯(lián)的IGBT3、IGBT4相串聯(lián)，第一 IBGT驅(qū)動(dòng)電路和第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端1分別 與IGBTl、IGBT2相連、第三IBGT驅(qū)動(dòng)電路和第四IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端2分別與IGBT3、 IGBT4相連，PWM控制電路分別與第一 IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第三IBGT驅(qū)動(dòng) 電路和第四IBGT驅(qū)動(dòng)電路相連，一同步電路分別與PWM控制電路和主回路相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PWM控制電抗器，其特征在于：所述第一 IBGT驅(qū)動(dòng)電路、 第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路、第三IBGT驅(qū)動(dòng)電路和第四IBGT驅(qū)動(dòng)電路均包括一驅(qū)動(dòng)芯片U4,所述 驅(qū)動(dòng)芯片U4為IR21084芯片，驅(qū)動(dòng)芯片U4的6號(hào)引腳為輸出端1，與IGBTl或IGT2的門(mén)極 相連，7號(hào)引腳為輸出端2,與IGBT3或IGBT4的門(mén)極相連；還包括一光電耦合芯片U3,所述 光電耦合芯片U3為6N137芯片，光電耦合芯片U3的2號(hào)引腳通過(guò)一電阻Rl與PWM控制電 路相連，其6號(hào)引腳與驅(qū)動(dòng)芯片U4的2號(hào)引腳和3號(hào)引腳相連，又分別通過(guò)一電阻R2與電 源Vcc相連、通過(guò)一電容C2接地設(shè)置，在8號(hào)引腳和5號(hào)引腳之間設(shè)有一電容C1。
【專利摘要】一種PWM控制電抗器，包括一電壓源，相互并聯(lián)的電阻R和電感L1串聯(lián)一電容C后連接在電壓源的兩端，由反向串聯(lián)的絕緣柵雙極晶體管IGBT1、IGBT2和反向串聯(lián)的IGBT3、IGBT4相串聯(lián)，第一IBGT驅(qū)動(dòng)電路和第二IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端1分別與IGBT1、IGBT2相連、第三IBGT驅(qū)動(dòng)電路和第四IBGT驅(qū)動(dòng)電路的輸出端2分別與IGBT3、IGBT4相連。本實(shí)用新型采用上述方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，采用PWM控制技術(shù)對(duì)電感參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)速度快，調(diào)節(jié)范圍大，大大提高了調(diào)整效率，保證了電抗器在實(shí)際運(yùn)行中效果；同時(shí)其控制策略簡(jiǎn)單，可控性強(qiáng)，簡(jiǎn)化了設(shè)備構(gòu)造，降低了設(shè)備成本；在電感調(diào)節(jié)的過(guò)程中諧波含量低，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性。
【IPC分類】H02P13-00
【公開(kāi)號(hào)】CN204559456
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520168146
【發(fā)明人】劉驥, 張大寧, 徐友, 王夢(mèng)琪, 宗榜馗, 蔡靜
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日