專利名稱：一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路拓?fù)浼捌淇刂品椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能質(zhì)量控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電壓暫變補(bǔ)償電路拓?fù)?，具體涉及一種簡(jiǎn)化的串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路拓?fù)洌景l(fā)明還涉及該電路的控制方法。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電能質(zhì)量問題越來越嚴(yán)重，用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越高。串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路即是接在電網(wǎng)側(cè)與負(fù)載側(cè)之間的一種補(bǔ)償電路，當(dāng)電壓暫變時(shí)，由補(bǔ)償電壓與剩余電網(wǎng)電壓相加給負(fù)載供電使負(fù)載電壓保持額定。目前， 常用的解決電壓暫變的補(bǔ)償主電路拓?fù)溆?1)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器DVlUDynamicVoltage Restorer) 0其補(bǔ)償電壓通過注入變壓器串聯(lián)接入電網(wǎng)，可補(bǔ)償電網(wǎng)電壓暫變和諧波等， 但儲(chǔ)能裝置和工頻變壓器使其體積較大、成本較高且效率較低。( 通用電能質(zhì)量控制器 UPQC。它由一個(gè)通過工頻變壓器串聯(lián)在電網(wǎng)側(cè)的電壓型逆變器和一個(gè)并聯(lián)在負(fù)載側(cè)的電流型逆變器組成，兩者共用一個(gè)直流單元。其中，串聯(lián)部分用來提高電網(wǎng)電壓質(zhì)量，并聯(lián)部分用來提高負(fù)載電流質(zhì)量及保持直流側(cè)電壓恒定。雖然該裝置功能完善，但體積大、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且控制復(fù)雜。( 無注入變壓器無儲(chǔ)能電容的串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償裝置。相比DVR和UPQC體積變小，且當(dāng)一相或兩相跌落至零而其他相保持額定、或三相對(duì)稱跌落至 37%時(shí)，電路都可持續(xù)補(bǔ)償使負(fù)載正常工作，但該裝置母線電壓較高且不能控制。(4)其它拓?fù)洹?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路拓?fù)?，解決了現(xiàn)有的電壓暫變補(bǔ)償電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、造價(jià)高的問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種在上述電路中控制直流側(cè)母線電壓的方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路，包括相連接的濾波電容、逆變環(huán)節(jié)及旁路開關(guān)，旁路開關(guān)串聯(lián)于電網(wǎng)和負(fù)載之間，濾波電容包括相串聯(lián)的電容 a和電容b，電容a和電容b的中點(diǎn)和電網(wǎng)電壓相連接；逆變環(huán)節(jié)包括相串聯(lián)的開關(guān)管a和開關(guān)管b，開關(guān)管a上反并聯(lián)有二極管a，開關(guān)管b上反并聯(lián)有二極管b，開關(guān)管a和開關(guān)管 b的中點(diǎn)和負(fù)載相連接。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路的控制方法，采用一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路，該電路的結(jié)構(gòu)為包括相連接的濾波電容、逆變環(huán)節(jié)及旁路開關(guān)，旁路開關(guān)串聯(lián)于電網(wǎng)和負(fù)載之間；濾波電容包括相串聯(lián)的電容a和電容b，電容a 和電容b的中點(diǎn)和電網(wǎng)電壓相連接；所述的逆變環(huán)節(jié)包括相串聯(lián)的開關(guān)管a和開關(guān)管b，開關(guān)管a上反并聯(lián)有二極管a，開關(guān)管b上反并聯(lián)有二極管b，開關(guān)管a和開關(guān)管b的中點(diǎn)和負(fù)載相連接，具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)從電網(wǎng)輸入的電壓正常時(shí)，開始上電的時(shí)，旁路開關(guān)關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)不工作，通過二極管a和二極管b給電容a和電容b充電，電容a兩端的電壓和電容b兩端的電壓即為直流母線電壓；當(dāng)母線電壓低于額定電壓時(shí)，旁路開關(guān)關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)工作，濾波電容和逆變環(huán)節(jié)協(xié)同作用輸出一個(gè)補(bǔ)償電壓Uiiu.,使其與負(fù)載電流込的夾角為鈍角，并且補(bǔ)償之后的負(fù)載電壓在允許的范圍內(nèi)，濾波電容吸收功率，母線電壓升高，當(dāng)母線電壓達(dá)到額定值后， 再控制旁路開關(guān)導(dǎo)通，逆變環(huán)節(jié)不工作，在電網(wǎng)電壓正常時(shí)，重復(fù)此過程以控制母線電壓恒定；當(dāng)電網(wǎng)輸入的電網(wǎng)電壓發(fā)生暫變時(shí)，旁路開關(guān)關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)工作，逆變環(huán)節(jié)輸出補(bǔ)償電壓Uiu.，逆變環(huán)節(jié)逆變輸出的補(bǔ)償電壓與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，其中的當(dāng)從電網(wǎng)輸入的電壓正常時(shí)，通過二極管a和二極管b給電容a和電容b 充電，具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)電流自左向右流時(shí)，通過二極管b給電容b充電，當(dāng)電流自右向左流時(shí)，通過二極管a給電容a充電，當(dāng)充電至設(shè)定的維持逆變器工作的電壓值時(shí)， 旁路開關(guān)導(dǎo)通，輸入的電網(wǎng)電壓通過旁路開關(guān)直接給負(fù)載供電，并且此時(shí)母線電壓由電容a 和電容b保持。其中的當(dāng)電網(wǎng)輸入的電網(wǎng)電壓發(fā)生暫變時(shí)，逆變環(huán)節(jié)逆變輸出的補(bǔ)償電壓Uinj與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定，具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)開關(guān)管a導(dǎo)通，開關(guān)管b關(guān)斷時(shí)，開關(guān)管a、開關(guān)管b的中點(diǎn)和電容a、電容b的中點(diǎn)之間的電位差為+Ud。；當(dāng)開關(guān)管a關(guān)斷，開關(guān)管b導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)管a、開關(guān)管b的中點(diǎn)和電容a、電容b的中點(diǎn)之間的電位差為_Ud。，通過對(duì)保持母線電壓恒定以及控制上、下母線電壓平衡得到指令信號(hào)，對(duì)開關(guān)管a和開關(guān)管b進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，在開關(guān)管a、開關(guān)管b的中點(diǎn)和電容a、電容b的中點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)工頻基波補(bǔ)償電壓Uiiy.,逆變環(huán)節(jié)逆變輸出的補(bǔ)償電壓Uinj與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定。其中的母線電壓的保持具體按照以下步驟實(shí)施通過微調(diào)補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流^的夾角來控制電容a和電容b的電壓保持在恒定值，當(dāng)補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流込的夾角為銳角時(shí)，輸出有功功率，電容a和電容b上的母線電壓降低；當(dāng)補(bǔ)償電壓Uiiy.和負(fù)載電流l·的夾角為直角時(shí)，既不輸出有功功率也不吸收有功功率，電容a和電容b上的母線電壓保持不變；當(dāng)補(bǔ)償電壓Uiiy.和負(fù)載電流L的夾角為鈍角時(shí)，吸收有功功率，電容a和電容b上的母線電壓升高。其中的在電壓暫變補(bǔ)償?shù)倪^程中，電容a的電壓和電容b的電壓之間的平衡具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)電容a的電壓大于電容b的電壓時(shí)，在補(bǔ)償電壓Uiiy.上附加一個(gè)正的直流偏置，使得電容a的電壓上升、電容b的電壓下降；反之當(dāng)電容a的電壓小于電容b的電壓時(shí)，在補(bǔ)償電壓Uiiu.上附加一個(gè)負(fù)的直流偏置，使得電容a的電壓下降、電容b的電壓上升。本發(fā)明的有益效果是，該電路結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，不需要工頻注入變壓器，不需要儲(chǔ)能元件，不需要整流裝置。母線電壓可以通過指令電壓相角的旋轉(zhuǎn)來控制，控制方法簡(jiǎn)單。


圖1是本發(fā)明簡(jiǎn)化的串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明補(bǔ)償電路工作在正有功功率注入時(shí)的相量示意圖3是本發(fā)明補(bǔ)償電路工作在零有功功率注入時(shí)的相量示意圖；圖4是本發(fā)明補(bǔ)償電路工作在負(fù)有功功率注入時(shí)的相量示意圖；圖5是本發(fā)明補(bǔ)償電路控制母線電壓幅值的閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖6是本發(fā)明補(bǔ)償電路控制母線電壓平衡的閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖7是本發(fā)明補(bǔ)償電路整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖中，1.濾波電容，2.逆變環(huán)節(jié)，3.旁路開關(guān)，4.電容a，5.電容b，6.開關(guān)管a， 7.開關(guān)管b，8. 二極管a，9. 二極管b。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明簡(jiǎn)化的串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其中A 相電路具體畫出，B相電路和C相電路與A相電路一樣。在A相電路中包括相連接的濾波電容1、逆變環(huán)節(jié)2和旁路開關(guān)3，旁路開關(guān)3串聯(lián)于電網(wǎng)和負(fù)載之間。濾波電容1包括電容a4和電容沾，電網(wǎng)電壓接在電容a4和電容沾的中點(diǎn)。逆變環(huán)節(jié)2為兩電平半橋逆變電路，包括兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)管a6、開關(guān)管b7，二極管a8反并聯(lián)在開關(guān)管a6上，二極管b9反并聯(lián)在開關(guān)管b7上，開關(guān)管a6和開關(guān)管b7的中點(diǎn)接到負(fù)載上。本發(fā)明簡(jiǎn)化的串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路的控制方法，具體按照以下步驟實(shí)施從電網(wǎng)輸入的電壓正常時(shí)，開始上電的瞬間，使旁路開關(guān)3關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)2不工作，通過二極管a8和二極管b9給電容a4和電容沾充電，電容a4兩端的電壓和電容沾兩端的電壓均為Ud。，即為直流母線電壓。當(dāng)電流自左向右流時(shí)，通過二極管b9給電容沾充電，當(dāng)電流自右向左流時(shí)，通過二極管a8給電容a4充電，當(dāng)充電至一定值時(shí)，旁路開關(guān)3導(dǎo)通，輸入的電網(wǎng)電壓通過旁路開關(guān)3直接給負(fù)載供電，此時(shí)母線電壓由電容a4和電容沾保持。當(dāng)母線電壓由于漏電損耗而低于額定電壓時(shí)，旁路開關(guān)3關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)2工作，控制補(bǔ)償裝置輸出一個(gè)極小的補(bǔ)償電壓Uinj，使其與負(fù)載電流L的夾角為鈍角，并且補(bǔ)償之后的負(fù)載電壓在允許的范圍內(nèi)，補(bǔ)償裝置吸收功率，母線電壓升高，當(dāng)母線電壓達(dá)到額定值后， 再控制旁路開關(guān)3導(dǎo)通，逆變環(huán)節(jié)2不工作。在電網(wǎng)電壓正常時(shí)，重復(fù)此過程以控制母線電壓恒定。電網(wǎng)電壓發(fā)生暫變時(shí)，旁路開關(guān)3關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)2開始工作，逆變環(huán)節(jié)2逆變輸出的補(bǔ)償電壓與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定。具體按照以下步驟實(shí)施 當(dāng)開關(guān)管a6導(dǎo)通，開關(guān)管b7關(guān)斷時(shí)，開關(guān)管a6、開關(guān)管b7的中點(diǎn)和電容a4、電容沾的中點(diǎn)的電位差為+Ud。(Ud。為直流母線電壓)；當(dāng)開關(guān)管a6關(guān)斷，開關(guān)管b7導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)管a6、 開關(guān)管b7的中點(diǎn)和電容a4、電容b5的中點(diǎn)的電位差為_Ud。。其中有兩路控制信號(hào)分別控制開關(guān)管a6和開關(guān)管b7。通過對(duì)開關(guān)管a6和開關(guān)管b7的SPWM控制，可以在開關(guān)管a6、 開關(guān)管b7的中點(diǎn)和電容a4、電容沾的中點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)工頻基波補(bǔ)償電壓Uiiu.。逆變環(huán)節(jié)2逆變輸出的補(bǔ)償電壓與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定。母線電壓的保持問題，如圖2、圖3及圖4所示的三種工作模式，通過控制補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流L的夾角來控制電容a4和電容1^5的電壓保持在恒定值。當(dāng)補(bǔ)償電壓 Uhlj和負(fù)載電流IJ勺夾角為銳角時(shí)，補(bǔ)償裝置輸出有功功率，電容a4和電容1^5上的母線電壓會(huì)降低；當(dāng)補(bǔ)償電壓Uiiu.和負(fù)載電流L的夾角為直角時(shí)，補(bǔ)償裝置既不輸出有功功率也不吸收有功功率，電容a4和電容沾上的母線電壓保持不變；當(dāng)補(bǔ)償電壓Uiiy.和負(fù)載電流込的夾角為鈍角時(shí)，補(bǔ)償裝置吸收有功功率，電容a4和電容沾上的母線電壓會(huì)升高。所以， 當(dāng)母線電壓高于給定值時(shí)，讓補(bǔ)償裝置工作在如圖2所示模式，使補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流込的夾角為銳角，輸出有功功率，母線電壓降低；當(dāng)母線電壓低于給定值時(shí)，讓補(bǔ)償裝置工作在如圖4所示模式，使補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流L的夾角為鈍角，吸收有功功率，母線電壓升高；當(dāng)母線電壓等于給定值時(shí)，讓補(bǔ)償裝置工作在如圖3所示模式，母線電壓不變。顯然，通過實(shí)時(shí)地微調(diào)補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流込之間的夾角，就可以控制母線電壓為我們需要的值?？梢越M成一個(gè)以正母線電壓ud。+為反饋量(圖5中記為ud。f)的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓指令信號(hào)的相角來控制母線電壓的幅值保持不變，其動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖5。上母線和下母線的平衡問題，以電容a4和電容沾的中點(diǎn)為參考點(diǎn)，測(cè)得電容a4 另一端的電壓值即為上母線電壓+Ud。，測(cè)得電容沾另一端的電壓值即為下母線電壓-Ud。。 當(dāng)上母線和下母線電壓值不對(duì)稱時(shí)，通過給指令電壓加上一個(gè)小的直流電壓使上母線和下母線的電壓值保持平衡。當(dāng)上母線電壓高于下母線電壓時(shí)，加一個(gè)正的直流電壓；當(dāng)上母線電壓低于下母線電壓時(shí)，加一個(gè)負(fù)的直流電壓。可以組成一個(gè)以上、下母線電壓之和(圖 6中記為dud。)為反饋量的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)附加的直流電壓來控制母線電壓的平衡，其動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)框圖如圖6。系統(tǒng)的整體工作原理分析當(dāng)輸入的電網(wǎng)電壓正常時(shí)，上電瞬間，旁路開關(guān)3和逆變環(huán)節(jié)2都不工作，通過二極管a8和二極管b9給電容a4和電容沾充電至接近額定值后，母線上存儲(chǔ)有電壓，此時(shí)旁路開關(guān)3導(dǎo)通，電網(wǎng)直接給負(fù)載提供電壓。當(dāng)輸入電網(wǎng)電壓跌落時(shí)，補(bǔ)償電壓與電網(wǎng)電壓共同給負(fù)載供電，同時(shí)讓補(bǔ)償裝置工作在零有功功率注入模式下。當(dāng)母線電壓低于額定值時(shí)， 讓補(bǔ)償裝置工作在如圖4所示模式，當(dāng)母線電壓高于額定值時(shí)，讓補(bǔ)償裝置工作在如圖2模式。當(dāng)輸入電壓暫高時(shí)，與電壓暫低時(shí)的控制方法類似。系統(tǒng)整體控制的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖7，V^UAsin((Di +妁是初始的指令電壓，Δ θ加在指令電壓的相角上，Au作為直流電壓加在指令電壓上，u*是最終的指令電壓。以上圖中，隊(duì)為負(fù)載電壓，Us為電網(wǎng)電壓，Uhlj為補(bǔ)償電壓，込為負(fù)載電流…為負(fù)載功率因數(shù)角。U〗。+為母線電壓額定值，ud。f為上母線的反饋電壓，Δ θ為負(fù)載電壓旋轉(zhuǎn)的微小角度，G3(S)為母線電壓幅值控制的調(diào)節(jié)器，Gp3(S)為旋轉(zhuǎn)角度到母線電壓幅值的傳遞函數(shù)。dudc為上下母線電壓之和，Au為加在負(fù)載電壓上的直流電壓，G2(S)為控制母線電壓平衡的調(diào)節(jié)器，Gp2(S)為Au到母線電壓平衡的傳遞函數(shù)。udcf+為上母線的反饋電壓，ud。f_為下母線的反饋電壓，U*為負(fù)載指令電壓，Uf為負(fù)載的反饋電壓，Uk為逆變器的控制電壓，G1(S)為整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器，Gpi(S)為逆變器 (即控制電壓Uk到負(fù)載電壓)的傳遞函數(shù)。本發(fā)明簡(jiǎn)化的串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路，不需工頻注入變壓器，不需儲(chǔ)能元件，不需整流裝置，并可通過改變補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流L的夾角來控制電容a4和電容沾的電壓保持在恒定值，可降低開關(guān)管a6和開關(guān)管b7的電壓應(yīng)力。
權(quán)利要求
1.一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路，其特征在于，包括相連接的濾波電容(1)、逆變環(huán)節(jié) (2)及旁路開關(guān)(3)，旁路開關(guān)(3)串聯(lián)于電網(wǎng)和負(fù)載之間，所述的濾波電容(1)包括相串聯(lián)的電容a(4)和電容b(5)，電容a(4)和電容b(5)的中點(diǎn)和電網(wǎng)電壓相連接；所述的逆變環(huán)節(jié)(2)包括相串聯(lián)的開關(guān)管a(6)和開關(guān)管b (7)，開關(guān)管a(6)上反并聯(lián)有二極管a(8)， 開關(guān)管b(7)上反并聯(lián)有二極管b (9)，開關(guān)管a (6)和開關(guān)管b(7)的中點(diǎn)和負(fù)載相連接。
2.一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路的控制方法，其特征在于，采用一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路，該電路的結(jié)構(gòu)為包括相連接的濾波電容(1)、逆變環(huán)節(jié)⑵及旁路開關(guān)(3)，旁路開關(guān)(3)串聯(lián)于電網(wǎng)和負(fù)載之間；所述的濾波電容(1)包括相串聯(lián)的電容a(4)和電容 b(5)，電容a(4)和電容b(5)的中點(diǎn)和電網(wǎng)電壓相連接；所述的逆變環(huán)節(jié)⑵包括相串聯(lián)的開關(guān)管a (6)和開關(guān)管b (7)，開關(guān)管a (6)上反并聯(lián)有二極管a (8)，開關(guān)管b (7)上反并聯(lián)有二極管b (9)，開關(guān)管a(6)和開關(guān)管b(7)的中點(diǎn)和負(fù)載相連接，具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)從電網(wǎng)輸入的電壓正常時(shí)，開始上電的時(shí)，旁路開關(guān)(3)關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)(2)不工作， 通過二極管a(8)和二極管b(9)給電容a(4)和電容b(5)充電，電容a(4)兩端的電壓和電容b(5)兩端的電壓即為直流母線電壓；當(dāng)母線電壓低于額定電壓時(shí)，旁路開關(guān)(3)關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)⑵工作，濾波電容⑴和逆變環(huán)節(jié)⑵協(xié)同作用輸出一個(gè)補(bǔ)償電壓Uiiu.，使其與負(fù)載電流l·的夾角為鈍角，并且補(bǔ)償之后的負(fù)載電壓在允許的范圍內(nèi)，濾波電容(1)吸收功率，母線電壓升高，當(dāng)母線電壓達(dá)到額定值后，再控制旁路開關(guān)⑶導(dǎo)通，逆變環(huán)節(jié)⑵不工作，在電網(wǎng)電壓正常時(shí)，重復(fù)此過程以控制母線電壓恒定；當(dāng)電網(wǎng)輸入的電網(wǎng)電壓發(fā)生暫變時(shí)，旁路開關(guān)(3)關(guān)斷，逆變環(huán)節(jié)(2)工作，逆變環(huán)節(jié) ⑵輸出補(bǔ)償電壓Uiiu.，逆變環(huán)節(jié)⑵逆變輸出的補(bǔ)償電壓與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述的當(dāng)從電網(wǎng)輸入的電壓正常時(shí)， 通過二極管a(8)和二極管b(9)給電容a(4)和電容b 充電，具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)電流自左向右流時(shí)，通過二極管b(9)給電容b 充電，當(dāng)電流自右向左流時(shí)，通過二極管 a(8)給電容a(4)充電，當(dāng)充電至設(shè)定的維持逆變器工作的電壓值時(shí)，旁路開關(guān)(3)導(dǎo)通， 輸入的電網(wǎng)電壓通過旁路開關(guān)(3)直接給負(fù)載供電，并且此時(shí)母線電壓由電容a(4)和電容 b(5)保持。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述的當(dāng)電網(wǎng)輸入的電網(wǎng)電壓發(fā)生暫變時(shí)，逆變環(huán)節(jié)( 逆變輸出的補(bǔ)償電壓Uiiy.與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定，具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)開關(guān)管a(6)導(dǎo)通，開關(guān)管b(7)關(guān)斷時(shí)，開關(guān)管a(6)、開關(guān)管 b(7)的中點(diǎn)和電容乂 4)、電容b(5)的中點(diǎn)之間的電位差為+Ud。；當(dāng)開關(guān)管a(6)關(guān)斷，開關(guān)管b(7)導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)管a (6)、開關(guān)管b (7)的中點(diǎn)和電容乂4)、電容b(5)的中點(diǎn)之間的電位差為_Ud。，通過對(duì)保持母線電壓恒定以及控制上、下母線電壓平衡得到指令信號(hào)，對(duì)開關(guān)管a (6)和開關(guān)管b (7)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，在開關(guān)管a (6)、開關(guān)管b (7)的中點(diǎn)和電容a (4)、 電容b 的中點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)工頻基波補(bǔ)償電壓Uiiy.，逆變環(huán)節(jié)( 逆變輸出的補(bǔ)償電壓 Uinj與剩余的電網(wǎng)電壓共同使負(fù)載電壓保持額定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，在電壓暫變補(bǔ)償?shù)倪^程中，所述的母線電壓的保持具體按照以下步驟實(shí)施通過微調(diào)補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流L的夾角來控制電容a(4)和電容b(5)的電壓保持在恒定值，當(dāng)補(bǔ)償電壓Uiiy.和負(fù)載電流L的夾角為銳角時(shí)，輸出有功功率，電容a(4)和電容b(5)上的母線電壓降低；當(dāng)補(bǔ)償電壓Uiiy.和負(fù)載電流込的夾角為直角時(shí)，既不輸出有功功率也不吸收有功功率，電容a(4)和電容b(5)上的母線電壓保持不變；當(dāng)補(bǔ)償電壓Uinj和負(fù)載電流込的夾角為鈍角時(shí)，吸收有功功率，電容a (4)和電容b(5)上的母線電壓升高。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述的在電壓暫變補(bǔ)償?shù)倪^程中，電容a(4)的電壓和電容b(5)的電壓之間的平衡具體按照以下步驟實(shí)施當(dāng)電容a(4)的電壓大于電容b(5)的電壓時(shí)，在補(bǔ)償電壓Uinj上附加一個(gè)正的直流偏置，使得電容a(4)的電壓上升、電容b(5)的電壓下降；反之當(dāng)電容a(4)的電壓小于電容b(5)的電壓時(shí)，在補(bǔ)償電壓 Uhlj上附加一個(gè)負(fù)的直流偏置，使得電容a(4)的電壓下降、電容b(5)的電壓上升。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路，包括相連接的濾波電容、逆變環(huán)節(jié)及旁路開關(guān)，旁路開關(guān)串聯(lián)于電網(wǎng)和負(fù)載之間；濾波電容包括相串聯(lián)的電容a和電容b，電容a和電容b的中點(diǎn)和電網(wǎng)電壓相連接；逆變環(huán)節(jié)包括相串聯(lián)的開關(guān)管a和開關(guān)管b，開關(guān)管a上反并聯(lián)有二極管a，開關(guān)管b上反并聯(lián)有二極管b，開關(guān)管a和開關(guān)管b的中點(diǎn)和負(fù)載相連接。通過上述電路，可以分別在電網(wǎng)電壓正常時(shí)對(duì)直流母線電壓進(jìn)行補(bǔ)償以使其保持恒定；也可以在電網(wǎng)電壓暫變時(shí)通過補(bǔ)償使得負(fù)載電壓保持額定，同時(shí)保持直流母線電壓恒定。本發(fā)明串聯(lián)型電壓暫變補(bǔ)償電路及控制方法，不需工頻注入變壓器，不需儲(chǔ)能元件，不需整流裝置，體積小，造價(jià)低，母線電壓控制簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)H02J3/28GK102170139SQ201110082938
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月2日
發(fā)明者周建華, 田苗苗, 陳增祿 申請(qǐng)人:西安工程大學(xué)