[发明专利]基于AC/AC斩波器的串联型电能质量补偿器

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种基于AC/AC斩波器的串联型电能质量补偿器，属于电能变换装置中的交流稳压器。

二、背景技术

我国外界电网电压波动较大，存在着各种干扰，特别是近年来随着国民经济的发展，用电需求量急速上升，电力电子装置等非线性设备的逐渐普及给电网产生了严重的谐波污染，严重影响仪器设备及家用电器的正常工作，因此，交流稳压器就成为许多重要设备必不可少的供电设备。目前实际应用的交流稳压器种类很多，包括磁饱和稳压器、参数型稳压器和补偿式稳压器，其中补偿式稳压器使用最为广泛，又可分为：接触式调压器和可控硅或继电器调感的补偿式交流稳压器等。其中磁饱和稳压器体积大、重量重、效率低。参数型稳压器在启动过程会引起输出电压大的波动，其波动电压可达到两倍输出电压；由于电感的存在，在接通或断开同一交流稳压器的负载时，会严重干扰其他设备。接触式调压器使用伺服电机改变调压器的二次电压来改变补偿电压，反应速度慢，主要问题是由于有触点，机械传动系统噪声大、易磨损、体积大、成本高、维修困难。晶闸管或继电器调感的补偿式交流稳压器在稳压精度和效率上较磁饱和稳压器有了很大提高，但仍然采用重量重和体积大的电抗器作主调回路；采用继电器调感的补偿式交流稳压器仍然有机械触点存在，而采用晶闸管调感的交流稳压器在调节过程中容易产生晶闸管共态导通，使晶闸管损坏；并且这种调感式的交流稳压器的输出电压为有极调节，输出电压不平滑，仅能调节有效值，对输入电压波形畸变并没有调节或抑制能力，不能调节输出电压的正弦度。总之，目前应用的各种交流稳压器均存在着明显的缺陷，特别是不能有效地消除各种电磁扰动，这成为我国电源技术工作者面临的重大课题。

三、发明内容

1、发明目的：本发明的目的是提供一种无触点能实现输出电压快速平滑调节且具有波形调节能力的电能质量补偿器。

2、技术方案：为了解决上述的技术问题，本发明的基于AC/AC斩波器的串联型电能质量补偿器，包括AC/AC斩波器电路1、补偿变压器2和滤波电路3；AC/AC斩波器电路1包括第一双向开关Q₁、第二双向开关Q₂、第三双向开关Q₃、第四双向开关Q₄、桥臂输出滤波电容C_c；滤波电路3包括输出滤波电感L_f、输出滤波电容C_f；AC/AC斩波器电路1的输入端接外界电网电压u_i，AC/AC斩波器电路1的输出端接补偿变压器2的原边，补偿变压器2的副边串联在外界电网电压u_i的输出端和滤波电路3之间，滤波电路3的输出接外界负载Z。本发明的基于AC/AC斩波器的串联型电能质量补偿器的特征在于，AC/AC斩波器电路1中，第一双向开关Q₁的一端和第二双向开关Q₂的一端连接于第一桥臂中点A，构成第一桥臂，第三双向开关Q₃的一端和第四双向开关Q₄的一端连接于第二桥臂中点B，构成第二桥臂；第一双向开关Q₁的另一端和第三双向开关Q₃的另一端连接到外界电网电压u_i的输出端，第二双向开关Q₂的另一端和第四双向开关Q₄的另一端连接到外界电网电压的负极即“地”，桥臂输出滤波电容C_c的一端连到第一桥臂中点A，桥臂输出滤波电容C_c的另一端连到第二桥臂中点B；补偿变压器2的原边第一端(p₁)和补偿变压器2的副边第一端s₁为同名端，补偿变压器2的原边第二端p₂和补偿变压器2的副边第二端s₂为同名端；补偿变压器2的原边第一端p₁连到第一桥臂中点A，补偿变压器2的原边第二端p₂连到第二桥臂中点B，补偿变压器2的副边第二端s₂连到外界电网电压u_i的输出端，补偿变压器2的副边第一端s₁连到输出滤波电感L_f的一端；输出滤波电感L_f的另一端和输出滤波电容C_f的一端相连，构成输出滤波电路3，输出滤波电感L_f和输出滤波电容C_f的连接点接外界负载Z的一端，输出滤波电容C_f的另一端和外界负载Z的另一端同时接“地”。