一種靜止無(wú)功發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種靜止無(wú)功發(fā)生器，包括檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG主電路；所述檢測(cè)電路包括電壓互感器、電流互感器、電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路和同步檢測(cè)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括AD轉(zhuǎn)換器、控制電路和PWM隔離驅(qū)動(dòng)電路，所述SVG主電路包括整流電路和第一至第四濾波電感，電壓互感器和電流互感器分別通過(guò)調(diào)理電路與AD轉(zhuǎn)換器連接，同步檢測(cè)電路也與AD轉(zhuǎn)換器連接，控制電路與PWM隔離驅(qū)動(dòng)電路連接。其中整流電路采用三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增強(qiáng)對(duì)不平衡電流的補(bǔ)償能力；在檢測(cè)電路中采用同步檢測(cè)電路可保證采樣的同步性，提高靜止無(wú)功發(fā)生器的實(shí)時(shí)性，因此，該靜止無(wú)功發(fā)生器實(shí)時(shí)性較好，同時(shí)可減小負(fù)載不平衡時(shí)三相輸出的不平衡度，補(bǔ)償效果好。
【專利說(shuō)明】
一種靜止無(wú)功發(fā)生器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種靜止無(wú)功發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代社會(huì)中，電能是一種最為廣泛使用的能源，其應(yīng)用程度標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平。無(wú)功功率作為電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵電能質(zhì)量問(wèn)題，在發(fā)電、輸電、變電、配電和用電過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用。隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)中的非線性與不平衡負(fù)載越來(lái)越多，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中無(wú)功需求增加，甚至影響電能質(zhì)量，影響人們正常的生產(chǎn)和生活。
[0003]無(wú)功功率對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行十分重要，但是大量的無(wú)功功率流入公用電網(wǎng)中，導(dǎo)致設(shè)備供電容量增加、設(shè)備及線路損耗增加、系統(tǒng)安全性降低、線路和變壓器的壓降增加從而引起電網(wǎng)電壓的閃變和波動(dòng)。無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著巨大的威脅，影響范圍較大，因此，提高無(wú)功功率是確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要手段，解決這個(gè)問(wèn)題的有效方法是對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。
[0004]傳統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置由于存在各種各樣的缺陷已不再?gòu)V泛的適用于各個(gè)場(chǎng)合，相繼的退出了歷史的舞臺(tái)?，F(xiàn)在的無(wú)功補(bǔ)償裝置主要是SVG和SVC，相比較SVC，SVG具有運(yùn)行范圍廣、諧波量小、響應(yīng)時(shí)間短、連接阻抗較小、有功功率的交換能力強(qiáng)、暫態(tài)穩(wěn)定性較好以及安裝設(shè)備體積小等諸多的優(yōu)越性被廣泛應(yīng)用。然而傳統(tǒng)的SVG大都采用三相三橋臂主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，只能應(yīng)用在三相三線制系統(tǒng)中，而實(shí)際上愈來(lái)愈多的非線性負(fù)載在三相四線制系統(tǒng)中，這些三相四線制、不平衡系統(tǒng)的存在，使其中零線電流產(chǎn)生較大的危害。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種靜止無(wú)功發(fā)生器，本實(shí)用新型可抑制不平衡負(fù)載并且實(shí)時(shí)性較強(qiáng)。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種靜止無(wú)功發(fā)生器，包括檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG主電路;所述檢測(cè)電路包括電壓互感器、電流互感器、電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路和同步檢測(cè)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括AD轉(zhuǎn)換器、控制電路和PffM隔離驅(qū)動(dòng)電路，所述SVG主電路包括整流電路和第一至第四濾波電感，整流電路為三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);其中，
[0008]所述第一至第三濾波電感的一端分別與電網(wǎng)的三相母線分別連接，第四濾波電感的一端與保護(hù)接地線連接，第一至第四濾波電感的另一端分別與整流電路中的四個(gè)橋臂中間節(jié)點(diǎn)一一連接，電壓互感器與電網(wǎng)的三相母線、同步檢測(cè)電路、電壓調(diào)理電路、整流電路分別連接，電流互感器與電網(wǎng)的三相母線、第一至第三濾波電感的另一端、電流調(diào)理電路分別連接，電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、同步檢測(cè)電路分別與AD轉(zhuǎn)換器連接，AD轉(zhuǎn)換器、控制電路、PffM隔離驅(qū)動(dòng)電路、整流電路依次連接。
[0009]作為本實(shí)用新型所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述同步檢測(cè)電路采用過(guò)零同步電路。
[0010]作為本實(shí)用新型所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述控制電路采用基于DSP的數(shù)字控制器。
[0011]作為本實(shí)用新型所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述整流電路包括直流側(cè)電容、第一至第八NPN型三極管和第一至第八二極管，其中，第一NPN型三極管的集電極與第一二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第三NPN型三極管的集電極與第三二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第五NPN型三極管的集電極與第五二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第七NPN型三極管的集電極與第七二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第一 NPN型三極管的發(fā)射極與第一二極管的正極、第二 NPN型三極管的集電極、第二二極管的負(fù)極分別連接，第三NPN型三極管的發(fā)射極與第三二極管的正極、第四NPN型三極管的集電極、第四二極管的負(fù)極分別連接，第五NPN型三極管的發(fā)射極與第五二極管的正極、第六NPN型三極管的集電極、第六二極管的負(fù)極分別連接，第七NPN型三極管的發(fā)射極與第七二極管的正極、第八NPN型三極管的集電極、第八二極管的負(fù)極分別連接，第二 NPN型三極管的發(fā)射極、第二二極管的正極、第四NPN型三極管的發(fā)射極、第四二極管的正極、第六NPN型三極管的發(fā)射極、第六二極管的正極、第八NPN型三極管的發(fā)射極、第八二極管的正極分別與直流側(cè)電容的另一端連接。
[0012]作為本實(shí)用新型所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器進(jìn)一步優(yōu)化方案，電壓互感器與直流側(cè)電容的一端相連接。
[0013]作為本實(shí)用新型所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器進(jìn)一步優(yōu)化方案，第一濾波電感的另一端與第一 NPN型三極管的發(fā)射極連接，第二濾波電感的另一端與第三NPN型三極管的發(fā)射極連接，第三濾波電感的另一端與第五NPN型三極管的發(fā)射極連接，第四濾波電感的另一端與第七NPN型三極管的發(fā)射極連接。
[0014]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本實(shí)用新型可減小不平衡負(fù)載時(shí)不平衡度，并可實(shí)時(shí)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，減少對(duì)電網(wǎng)的危害。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0016]圖2是本實(shí)用新型同步檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0018]如圖1所示，一種運(yùn)用于三相四線制系統(tǒng)的靜止無(wú)功發(fā)生器，包括檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG主電路;所述檢測(cè)電路包括電壓互感器、電流互感器、電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路和同步檢測(cè)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括AD轉(zhuǎn)換器、控制電路和PffM隔離驅(qū)動(dòng)電路，所述SVG主電路包括整流電路和第一至第四濾波電感X1-X4，整流電路為三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);其中，
[0019]所述第一至第三濾波電感的一端分別與電網(wǎng)的三相母線分別連接，第四濾波電感的一端與保護(hù)接地線連接，第一至第四濾波電感的另一端分別與整流電路中的四個(gè)橋臂中間節(jié)點(diǎn)一一連接，電壓互感器與電網(wǎng)的三相母線、同步檢測(cè)電路、電壓調(diào)理電路、整流電路分別連接，電流互感器與電網(wǎng)的三相母線、第一至第三濾波電感的另一端、電流調(diào)理電路分別連接，電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、同步檢測(cè)電路分別與AD轉(zhuǎn)換器連接，AD轉(zhuǎn)換器、控制電路、PffM隔離驅(qū)動(dòng)電路、整流電路依次連接。
[0020]所述控制電路采用基于DSP的數(shù)字控制器，其DSP芯片型號(hào)為T(mén)MS320F2812。
[0021]所述的整流電路采用三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，增加單獨(dú)一對(duì)橋臂控制中性線的電流，保證了中點(diǎn)的電位平衡，可抑制不平衡負(fù)載帶來(lái)的影響。
[0022]所述的同步檢測(cè)電路采用過(guò)零同步電路，先將正弦波的電網(wǎng)電壓通過(guò)電壓過(guò)零檢測(cè)電路產(chǎn)生一個(gè)上升沿同正向電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)重合，且與電網(wǎng)電壓同頻率的方波信號(hào)，然后再測(cè)量相鄰兩個(gè)上升沿之間的時(shí)間間隔即可得到電網(wǎng)電壓的周期。
[0023]所述的驅(qū)動(dòng)電路采用6N137隔離芯片和IR2110驅(qū)動(dòng)芯片，其接收DSP產(chǎn)生的WM信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離和驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)控制功率管的開(kāi)通與關(guān)斷，輸出可調(diào)電壓，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償。
[0024]所述整流電路包括直流側(cè)電容Cl、第一至第八NPN型三極管VT1-VT8和第一至第八二極管，其中，第一 NPN型三極管的集電極與第一二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第三NPN型三極管的集電極與第三二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第五NPN型三極管的集電極與第五二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第七NPN型三極管的集電極與第七二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第一 NPN型三極管的發(fā)射極與第一二極管的正極、第二 NPN型三極管的集電極、第二二極管的負(fù)極分別連接，第三NPN型三極管的發(fā)射極與第三二極管的正極、第四NPN型三極管的集電極、第四二極管的負(fù)極分別連接，第五NPN型三極管的發(fā)射極與第五二極管的正極、第六NPN型三極管的集電極、第六二極管的負(fù)極分別連接，第七NPN型三極管的發(fā)射極與第七二極管的正極、第八NPN型三極管的集電極、第八二極管的負(fù)極分別連接，第二 NPN型三極管的發(fā)射極、第二二極管的正極、第四NPN型三極管的發(fā)射極、第四二極管的正極、第六NPN型三極管的發(fā)射極、第六二極管的正極、第八NPN型三極管的發(fā)射極、第八二極管的正極分別與直流側(cè)電容的另一端連接。
[0025]即電壓互感器與直流側(cè)電容的一端相連接。第一濾波電感的另一端與第一NPN型三極管的發(fā)射極連接，第二濾波電感的另一端與第三NPN型三極管的發(fā)射極連接，第三濾波電感的另一端與第五NPN型三極管的發(fā)射極連接，第四濾波電感的另一端與第七NPN型三極管的發(fā)射極連接。
[0026]如圖2所示，電路中反相輸入端連接電壓傳感器的輸出端，即圖中的U_AD，正相輸入端是參考基準(zhǔn)電壓，通過(guò)電壓比較器、RC濾波電路、電壓跟隨器和鉗位電路，可得到滿足TMS320F2812的輸入信號(hào)要求。
[0027]所述電壓比較器包括電阻、電容、U3，U3正負(fù)極輸入端并聯(lián)電容C53，其正極輸入端通過(guò)電阻R49連接到輸出端，引腳8連接電源并通過(guò)電阻R50連接到U3的輸出端，引腳4直接接地。
[0028]所述RC濾波電路主要是電壓比較器輸出端通過(guò)電阻R51連到U4正極輸入端和電容C58，電容C58另一端接地。
[0029]所述電壓跟隨器電路中，U4負(fù)極輸入端連接U4輸出端。
[0030]在U4輸出端將兩個(gè)反向二極管D16和D17并聯(lián)起來(lái)，然后再通過(guò)并聯(lián)電容C56輸出到AD中。
[0031]驅(qū)動(dòng)電路采用6N137隔離芯片和IR2110驅(qū)動(dòng)芯片，其接收DSP產(chǎn)生的PWM信號(hào)經(jīng)過(guò)光耦隔離和驅(qū)動(dòng)芯片來(lái)控制功率管的開(kāi)通與關(guān)斷，輸出可調(diào)電壓，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償。采用高速光耦6N137可隔離PffM信號(hào)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。
[0032]本實(shí)用新型的工作原理是:SVG無(wú)功發(fā)生器經(jīng)過(guò)電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)中，通過(guò)電壓互感器和電流互感器實(shí)時(shí)在線采集電網(wǎng)側(cè)和負(fù)載側(cè)的電壓和電流信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)調(diào)理電路處理后送到DSP控制模塊的AD轉(zhuǎn)換器后，進(jìn)行對(duì)信號(hào)的處理，得出補(bǔ)償電流，從而生成PffM脈沖觸發(fā)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路使四橋臂SVG主電路產(chǎn)生補(bǔ)償電流輸入到電網(wǎng)中，從而完成整個(gè)SVG的實(shí)時(shí)無(wú)功補(bǔ)償功能。
[0033]本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)三相四線制電網(wǎng)中由于負(fù)載不平衡產(chǎn)生的大量無(wú)功、負(fù)序和零序電流的補(bǔ)償，改善供電電能質(zhì)量，避免和減少了對(duì)電網(wǎng)的危害。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種靜止無(wú)功發(fā)生器，包括檢測(cè)電路、驅(qū)動(dòng)電路和SVG主電路;其特征在于，所述檢測(cè)電路包括電壓互感器、電流互感器、電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路和同步檢測(cè)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括AD轉(zhuǎn)換器、控制電路和PffM隔離驅(qū)動(dòng)電路，所述SVG主電路包括整流電路和第一至第四濾波電感，整流電路為三相四橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);其中， 所述第一至第三濾波電感的一端分別與電網(wǎng)的三相母線分別連接，第四濾波電感的一端與保護(hù)接地線連接，第一至第四濾波電感的另一端分別與整流電路中的四個(gè)橋臂中間節(jié)點(diǎn)一一連接，電壓互感器與電網(wǎng)的三相母線、同步檢測(cè)電路、電壓調(diào)理電路、整流電路分別連接，電流互感器與電網(wǎng)的三相母線、第一至第三濾波電感的另一端、電流調(diào)理電路分別連接，電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、同步檢測(cè)電路分別與AD轉(zhuǎn)換器連接，AD轉(zhuǎn)換器、控制電路、PWM隔離驅(qū)動(dòng)電路、整流電路依次連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器，其特征在于，所述同步檢測(cè)電路采用過(guò)零同步電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器，其特征在于，所述控制電路采用基于DSP的數(shù)字控制器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器，其特征在于，所述整流電路包括直流側(cè)電容、第一至第八NPN型三極管和第一至第八二極管，其中，第一NPN型三極管的集電極與第一二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第三NPN型三極管的集電極與第三二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第五NPN型三極管的集電極與第五二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第七NPN型三極管的集電極與第七二極管的負(fù)極、直流側(cè)電容的一端分別連接，第一 NPN型三極管的發(fā)射極與第一二極管的正極、第二 NPN型三極管的集電極、第二二極管的負(fù)極分別連接，第三NPN型三極管的發(fā)射極與第三二極管的正極、第四NPN型三極管的集電極、第四二極管的負(fù)極分別連接，第五NPN型三極管的發(fā)射極與第五二極管的正極、第六NPN型三極管的集電極、第六二極管的負(fù)極分別連接，第七NPN型三極管的發(fā)射極與第七二極管的正極、第八NPN型三極管的集電極、第八二極管的負(fù)極分別連接，第二 NPN型三極管的發(fā)射極、第二二極管的正極、第四NPN型三極管的發(fā)射極、第四二極管的正極、第六NPN型三極管的發(fā)射極、第六二極管的正極、第八NPN型三極管的發(fā)射極、第八二極管的正極分別與直流側(cè)電容的另一端連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器，其特征在于，電壓互感器與直流側(cè)電容的一端相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種靜止無(wú)功發(fā)生器，其特征在于，第一濾波電感的另一端與第一 NPN型三極管的發(fā)射極連接，第二濾波電感的另一端與第三NPN型三極管的發(fā)射極連接，第三濾波電感的另一端與第五NPN型三極管的發(fā)射極連接，第四濾波電感的另一端與第七NPN型三極管的發(fā)射極連接。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK205646834SQ201620467706
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月20日
【發(fā)明人】夏波涌, 耿浩, 許僑, 王海燕, 王祥勝
【申請(qǐng)人】江蘇灃舜芯科技有限公司