專利名稱：交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力濾波和無功功率補(bǔ)償裝置，尤其涉及一種交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)的諧波污問題染日趨嚴(yán)重。加之原有很多電力用戶因其工作特性導(dǎo)致的電壓波動(dòng)嚴(yán)重、高次諧波多、電網(wǎng)功率因數(shù)低。必須采用技術(shù)措施在抑制諧波污染的前提下提高功率因數(shù)，才能遏制日益嚴(yán)重的電網(wǎng)污染。采用電力電子裝置就近吞吐無功和吸收諧波源產(chǎn)生的諧波電流，是提高功率因數(shù)和抑制諧波污染的有效措施。目前，TCR型靜止無功補(bǔ)償器(SVC)被公認(rèn)為無功補(bǔ)償?shù)淖罴蜒b備，它以其響應(yīng)快的特點(diǎn)有效解決了電壓波動(dòng)問題，通過在并聯(lián)電容器上串聯(lián)小的調(diào)諧電抗器組成單調(diào)諧無源濾波器FC，提供固定容性無功的同時(shí)濾除固定次諧波，再用晶閘管控制電抗器TCR提供的感性實(shí)施動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)。由于這種方案要求TCR提供的最大感性無功必須大于固定容性無功，因此造成電抗器龐大，成本和占地面積成倍增加。另外晶閘管控制電抗器TCR本身也是諧波源，需要專設(shè)龐大的無源濾波器濾除，因此進(jìn)一步增大了 SVC 的成本和占地面積。降低諧波治理和無功補(bǔ)償?shù)某杀竞驼嫉孛娣e是治理電網(wǎng)污染的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
1.技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種解決諧波治理和無功補(bǔ)償裝置高成本高占地面積問題，用于低壓系統(tǒng)的交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置。2.技術(shù)方案本發(fā)明交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置，是一種自身無諧波，低成本、小體積， 兼有諧波治理和無功補(bǔ)償功能的裝置。技術(shù)方案如下1)本發(fā)明由交流斬波器與無源濾波器FC串聯(lián)組成可調(diào)容性濾波支路，實(shí)施濾除固定次諧波和動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)。其特征是交流斬波器的交流斬波開關(guān)的一端連接交流輸入電源，交流斬波器另一端連接無源濾波器的一端及交流續(xù)流開關(guān)，交流續(xù)流開關(guān)的另一端連接無源濾波器的另一端。2)本發(fā)明中交流斬波器的特征是，交流斬波器由交流斬波開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)組成，其中交流斬波開關(guān)執(zhí)行PWM信號(hào)調(diào)節(jié)容性無功，交流續(xù)流開關(guān)是為電感性負(fù)載提供續(xù)流通路。3)本發(fā)明中交流斬波開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)的特征是，交流斬波開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)均是雙向功率開關(guān)。4)本發(fā)明中雙向功率開關(guān)的特征是，雙向功率開關(guān)均由兩只VMOS功率管串聯(lián)構(gòu)造的，一只VMOS功率管的漏極與另一只VMOS功率管的漏極相連，一只功率開關(guān)管的源極為雙向功率開關(guān)的一端，另一只功率開關(guān)管為雙向功率開關(guān)的另一端。5)本發(fā)明中基礎(chǔ)電感支路維持最小濾波功率，其特征是，小電感一端連接在非線性負(fù)載的一端，小電感另一端連接在非線性負(fù)載的另一端。3.有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本發(fā)明采用交流斬波調(diào)節(jié)容性無功，大幅度減小了電抗器容量，減少30%的成本和60%的體積；2)本發(fā)明交流斬波器自身無諧波，由此儉省了消除自身諧波的無源濾波器，減少 10%的成本和20%的體積；3)本發(fā)明兼有諧波治理和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償功能。


圖1是本發(fā)明交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置中交流斬波器使用的雙向功率開關(guān)的構(gòu)造示意圖，圖2 3中的雙向開關(guān)Sl和S2都是使用此種方式構(gòu)造的雙向功率開關(guān)，其中Sl是交流斬波開關(guān)，S2是交流續(xù)流開關(guān)。圖2是本發(fā)明交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置中交流斬波器示意圖。圖3是本發(fā)明交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置原理圖。上述附圖中的主要符號(hào)名稱S1——交流斬波開關(guān)，S2——交流續(xù)流開關(guān)，F(xiàn)C—— 無源濾波器，L0——基礎(chǔ)電抗器，uF——交流輸入電源相電壓，iL——負(fù)載相電流。
具體實(shí)施例方式參照附圖詳細(xì)說明技術(shù)方案的實(shí)施例交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置原理圖，如圖3所示。用于交流斬波器的交流斬波開關(guān)Sl—端連接交流輸入電源相電壓uF，另一端連接無源濾波器FC的一端；用于電感自然換流通路的交流續(xù)流開關(guān)S2的一端連接無源濾波器FC的一端及交流斬波開關(guān)Sl 的另一端，交流續(xù)流開關(guān)S2的另一端連接無源濾波器FC的另一端，組成了可調(diào)容性濾波支路。基礎(chǔ)電抗器Ltl 一端連接交流輸入電源相電壓％，另一端連接無源濾波器FC的另一端，組成了基礎(chǔ)電感支路。交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置的工作原理是，功率因數(shù)控制器依據(jù)交流輸入電源相電壓％與負(fù)載相電流k的相位差，求出接入電網(wǎng)的等效電納值，然后再依據(jù)預(yù)定的關(guān)系將等效電納值轉(zhuǎn)換成PWM占空比信號(hào)，控制可調(diào)容性濾波的容性無功，在抑制固定次諧波的同時(shí)實(shí)施動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)?；A(chǔ)電感支路在非線性負(fù)載為阻性時(shí)，提供一定量的感性無功，維持最小濾波功率。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明由交流斬波器與無源濾波器FC串聯(lián)組成可調(diào)容性濾波支路，實(shí)施濾除固定次諧波和動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)。其特征是交流斬波器的交流斬波開關(guān)的一端連接交流輸入電源， 交流斬波器另一端連接無源濾波器的一端及交流續(xù)流開關(guān)，交流續(xù)流開關(guān)的另一端連接無源濾波器的另一端。
2.本發(fā)明中交流斬波器的特征是，交流斬波器由交流斬波開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)組成， 其中交流斬波開關(guān)執(zhí)行PWM信號(hào)調(diào)節(jié)容性無功，交流續(xù)流開關(guān)是為電感性負(fù)載提供續(xù)流通路。
3.本發(fā)明中交流斬波開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)的特征是，交流斬波開關(guān)和交流續(xù)流開關(guān)均是雙向功率開關(guān)。
4.本發(fā)明中雙向功率開關(guān)的特征是，雙向功率開關(guān)均由兩只VMOS功率管串聯(lián)構(gòu)造的， 一只VMOS功率管的漏極與另一只VMOS功率管的漏極相連，一只功率開關(guān)管的源極為雙向功率開關(guān)的一端，另一只功率開關(guān)管為雙向功率開關(guān)的另一端。
5.本發(fā)明中基礎(chǔ)電感支路維持最小濾波功率，其特征是，小電感一端連接在非線性負(fù)載的一端，小電感另一端連接在非線性負(fù)載的另一端。
全文摘要
本發(fā)明交流斬波式靜止無功補(bǔ)償濾波裝置，采用交流斬波無源濾波器FC的容性無功，實(shí)施動(dòng)態(tài)無功調(diào)節(jié)的方案，實(shí)現(xiàn)了兼有治理電網(wǎng)諧波和動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)墓δ埽陨頍o諧波和使用電抗器容量很小等特點(diǎn)，因此大幅度降低了成本和體積。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102545219SQ20101058804
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者樊遠(yuǎn)征 申請(qǐng)人:樊遠(yuǎn)征, 蘇沁陽(yáng)