專利名稱：靜止無功發(fā)生器的自啟動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無功發(fā)生器，特別涉及一種靜止無功發(fā)生器自啟動(dòng) 裝置。
技術(shù)背景根據(jù)公式Z-C，，(其中，/表示流經(jīng)電容的電流，"表示電容兩端的電壓， c表示電容值，/表示時(shí)間)知，流經(jīng)電容的電流與電容兩端的電壓變化率成正比。在靜止無功發(fā)生器裝置并入電網(wǎng)時(shí)，電網(wǎng)電壓低則數(shù)百伏，高則數(shù)萬伏，而直流電容兩側(cè)電壓為0，在并入瞬時(shí)，電容兩端的電壓從O伏突變到電網(wǎng)電 壓，這將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的沖擊電流，這個(gè)電流經(jīng)逆變器的續(xù)流二極管構(gòu)成 回路，極易燒毀續(xù)流二極管。為了保證對直流電容充電的同時(shí)限制啟動(dòng)時(shí)刻 的沖擊電流，目前多采用的做法是對直流電容外接一個(gè)整流電路，整流電路 的輸入端接電網(wǎng)，輸出端接直流電容，在靜止無功發(fā)生器裝置并入電網(wǎng)前先 利用整流電路對直流電容進(jìn)行充電，當(dāng)直流電容兩側(cè)的電壓達(dá)到額定值后， 再將靜止無功發(fā)生器裝置并入電網(wǎng)，同時(shí)切除整流裝置。這種方式需要額外 增加一個(gè)整流電路，并且該整流電路只在裝置啟動(dòng)時(shí)刻有用，在靜止無功發(fā) 生器穩(wěn)定工作后則一直放置不用，性價(jià)比很低。 實(shí)用新型內(nèi)容為解決靜止無功發(fā)生器啟動(dòng)時(shí)逆變器直流側(cè)電容沖擊電流過大易損壞無 功發(fā)生器的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性的靜 止無功發(fā)生器的自啟動(dòng)裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是包括IGBT主電路、濾波器、 直流電容，其特征在于還包括功率電阻、控制開關(guān)，功率電阻與控制開關(guān)
并接后再與直流電容串接，再接于IGBT主電路直流側(cè)的兩端。上述的靜止無功發(fā)生器的自啟動(dòng)裝置中，所述的功率電阻阻值為5歐姆。 上述的靜止無功發(fā)生器啟動(dòng)方法中，所述控制開關(guān)釆用晶閘管。 本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于本實(shí)用新型在靜止無功發(fā)生器主電路的直 流電容串聯(lián)一個(gè)阻值不大的功率電阻，在啟動(dòng)工作時(shí)利用靜止無功發(fā)生器中 逆變橋臂上的續(xù)流二極管構(gòu)成整流橋向直流電容充電，功率電阻能有效地限 制啟動(dòng)時(shí)刻的沖擊電流，在穩(wěn)定工作后，自動(dòng)切除功率電阻，不影響靜止無 功發(fā)生器的無功補(bǔ)償效果。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，又大大提高了靜 止無功發(fā)生器的可靠性。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

圖l為現(xiàn)有靜止無功發(fā)生器的結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。 圖3為本實(shí)用新型的等效電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
圖1為現(xiàn)有的靜止無功發(fā)生器裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中直流電容與IGBT逆變 器并聯(lián)，然后串接一個(gè)輸出濾波器，最后經(jīng)-一個(gè)連接電抗器與電網(wǎng)并聯(lián)構(gòu)成。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。功率電阻Z與控制開關(guān)K并接后再與 直流電容C串接，再接于IGBT主電路直流側(cè)的兩端，控制開關(guān)K可采用采 用晶閘管。本實(shí)用新型的工作原理為在啟動(dòng)時(shí)刻，控制開關(guān)晶閘管K保持 關(guān)斷，并封鎖IGBT觸發(fā)脈沖，其等效電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，逆變橋臂上的續(xù) 流二極管構(gòu)成了一個(gè)與逆變器反向的整流橋，這個(gè)整流橋在啟動(dòng)時(shí)刻對直流 電容進(jìn)行充電，此時(shí)功率電阻Z起限流作用，抑制啟動(dòng)時(shí)刻的沖擊電流；然 后持續(xù)檢測直流電容C兩端的電壓，當(dāng)達(dá)到額定值后，控制開關(guān)晶閘管K保 持導(dǎo)通，此時(shí)電阻Z被短路不起作用，靜止無功發(fā)生器裝置開始穩(wěn)定運(yùn)行， 通過控制靜止無功發(fā)生器和電網(wǎng)的有功交換來穩(wěn)定直流電容兩端的電壓。 根據(jù)歐姆定律知:(1)^~~= (2)其中，w表示直流電容兩端的電壓，/表示流經(jīng)電容的電流，C表示電 容值，r表示靜止無功發(fā)生器裝置已并網(wǎng)時(shí)間，e表示圖3整流橋交流側(cè)電壓。 從式(1)知，為了保證,(即啟動(dòng)時(shí)刻沖擊電流)盡可能小，則必須使電阻越大越好；又從式(2)可以看出，為了獲得同等大小的電壓，電流/越小，則所需的時(shí)間越長。為此必須綜合考慮二者的影響，并結(jié)合靜止無功發(fā)生器裝置各元器件的參數(shù)對功率電阻的阻值進(jìn)行選取。本實(shí)用新型的直流電容設(shè)計(jì)為0.004,， 電網(wǎng)電壓取380V，忽略輸出濾波器的壓降影響，取電阻阻值為5Q，此時(shí)沖 擊電流在2倍額定值之內(nèi)，充電時(shí)間在5個(gè)周波之內(nèi)。由于直流電容在充電時(shí)，初始時(shí)刻充電電流較大，充電很快，直流電 容兩側(cè)電壓上升很快。隨著直流電容兩端電壓的上升，充電電流逐漸減小， 充電變慢，直流電容兩端的電壓上升也逐漸減慢，緩緩達(dá)到額定值。如前所述，靜止無功發(fā)生器裝置可以通過和電網(wǎng)交換有功以維持直流 電容兩側(cè)電壓穩(wěn)定。所以，為了加快充電時(shí)間，不必等到直流電容兩端電壓 值上升到額定值后才切除功率電阻。本實(shí)用新型控制靜止無功發(fā)生器裝置在 啟動(dòng)過程中，當(dāng)直流電容電壓上升到額定值的90%后，即觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通以 切除功率電阻，使靜止無功發(fā)生器裝置開始正常穩(wěn)定運(yùn)行。
權(quán)利要求1、一種靜止無功發(fā)生器的自啟動(dòng)裝置，包括IGBT主電路、濾波器、直流電容，其特征在于 還包括功率電阻、控制開關(guān)，功率電阻與控制開關(guān)并接后再與直流電容串接，再接于IGBT主電路直流側(cè)的兩端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的靜止無功發(fā)生器的自啟動(dòng)裝置，其特征在于 所述的功率電阻阻值為5歐姆。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的靜止無功發(fā)生器啟動(dòng)方法，其特征在于控制 開關(guān)采用晶閘管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種靜止無功發(fā)生器的自啟動(dòng)裝置，包括IGBT主電路、濾波器、直流電容、功率電阻、控制開關(guān)，所述功率電阻與控制開關(guān)并接后再與直流電容串接，再接于IGBT主電路直流側(cè)的兩端。本實(shí)用新型在靜止無功發(fā)生器裝置并入電網(wǎng)時(shí)，利用靜止無功發(fā)生器中逆變橋臂上的續(xù)流二極管構(gòu)成整流橋向直流電容充電，功率電阻能有效地限制啟動(dòng)時(shí)刻的沖擊電流，在穩(wěn)定工作后，自動(dòng)切除功率電阻，不影響靜止無功發(fā)生器的無功補(bǔ)償效果。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低，又大大提高了靜止無功發(fā)生器的可靠性。
文檔編號(hào)H02J3/18GK201018287SQ20072006254
公開日2008年2月6日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者杰 唐, 徐先勇, 歐劍波, 賜 湯, 安 羅, 飛 榮 申請人:湖南大學(xué)