[发明专利]低谐波电力调整装置和低谐波电力调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力调整装置和方法，特别是涉及一种低谐波电力调整装置和方法。

背景技术

如图1所示，为一种以往的加热系统10，适用于接收电力公司端经由一变压器90传来的一个三相输入电压Vin，以进行加热。且通常三相输入电压Vin是以弦波型式来呈现。

该加热系统10包含：一电力调整装置E、一负载L、一温度感测器91。电力调整装置E可执行一直接式相位输出的方式或一分配式零位输出方式，以调整输出至该负载L的电压值。

<直接式相位输出的方式>

直接式相位输出的方式为，该电力调整装置E电连接于该变压器90以接收该三相输入电压Vin，并根据一控制电压对该三相输入电压Vin切相角而提供一驱动电压Vout。在此，切相角的定义为：使一弦波周期的相角分为非导通相位与导通相位等两部分，并令非导通相位对应的驱动电压Vout幅值为0，且令导通相位对应的驱动电压Vout追随三相输入电压Vin。

以图2为例，非导通相位就是驱动电压Vout于一弦波周期中的虚线部份，电压幅值为0。而实线部份是导通相位，电压幅值追随三相输入电压Vin。

该负载L电连接于该电力调整装置E以接收该驱动电压Vout而产生温度变化。该温度感测器91耦接于该负载L，且产生一相对应该温度变化的该控制电压。

在此举一例说明，当温度感测器91透过该控制电压告知该电力调整装置E：于100周期内，应该输出该三相输入电压Vin的额定电压(就是一弦波周期内的均方根值)的50％，则该电力调整装置将该三相输入电压Vin切相角，使每一周期的驱动电压Vout的均方根运算值为额定电压的50％。这样的驱动电压Vout波形可参考图3。

以往直接式相位输出方式的缺点为驱动电压Vout因切相角而呈失真的弦波信号，而有谐波产生过多的现象。

<分配式零位输出方式>

而另一种以往的方式，是以分配式零位输出，在此举一例说明，当温度感测器91透过该控制电压告知该电力调整装置E：于10周期内，应该输出该三相输入电压Vin的额定电压的10％，则该驱动电压Vout如图4，为1个周期是无切相角的全波，另外9个周期是零电压。而当该电力调整装置E被告知：于10周期内，应该输出该三相输入电压Vin的额定电压的50％，则该驱动电压Vout如图5，第奇数个周期是无切相角的全波，第偶数个周期是零电压。

以往分配式零位输出的缺点为从目前周期的全波变至下一周期的零电位时瞬间，将与负载L产生反抗突波电流，导致负载L烧毁，又也会有谐波产生过多的现象。

如图6所示为直接式相位输出的方式在三相输入电压Vin的额定电压20％、50％、70％时，驱动电压Vout的波形，其由电力品质分析仪器得到的总谐波失真(THD-F，total harmonic distortion as％of fundamental)率分别为156％、92％、32％。当谐波失真所伴随的谐波干扰回传至电力公司端，会进一步传入其他用户端的设备(图未示)，造成设备损坏。

由此可见，上述现有的技术在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于是在提供一种避免上述缺失和减少谐波的低谐波电力调整装置。

本发明的另一目的在于，即在提供一种避免上述缺失和减少谐波的低谐波电力调整方法。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种低谐波电力调整装置，适用于接收一控制电压及一个呈现弦波形式的输入电压；其中该低谐波电力调整装置包含：一切相角估算单元，根据该控制电压决定一导通资讯；一处理器，电连接与该切相角估算单元以接收该导通资讯，而产生一个包括依序接续的一第一区间、一第二区间、一第三区间及一截止区间的触发信号，并且每一区间具有多个分别对应该输入电压的一弦波的周期；及一触发单元，电连接于该处理器以接收该触发信号，并根据该触发信号和该输入电压来产生一驱动电压；在该触发信号处于该第一区间时，该触发单元使该驱动电压切换地呈现零电压或追随该输入电压，且该驱动电压与前一周期维持零电压的时间大于目前周期维持零电压的时间；在该触发信号处于该第二区间时，该触发单元使该驱动电压追随该输入电压；在该触发信号处于该第三区间时，该触发单元使该驱动电压切换地呈现零电压或追随该输入电压，且该驱动电压与前一周期维持零电压的时间小于目前周期维持零电压的时间；在该触发信号处于该截止区间时，该触发单元使该驱动电压呈现零电压。