[实用新型]基于高压电机控制和无功补偿的综合控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及节能控制技术领域，尤其涉及一种基于高压电机控制和无功补偿的综合控制系统。

背景技术

随着能源价格上涨和国家节能减排政策的引导，基于电力电子技术的一体化节能方案得到广泛应用。其中，高压变频器和静止无功发生器由于结构成熟、产品丰富、节能回报高，得到了业内的广泛认可，成为节能领域的主要产品。

电网中多数设备运行时需要从电网吸收一部分感性无功，导致电网输送电流增大、用户侧电网电能质量变差，最为经济的解决方式为进行无功的就近补偿。但现有的高压变频器或静止无功发生器，产品功能单一，价格较高。若在同时需要高压变频和无功补偿的场合，需同时装配两种设备，导致节能成本高，现场安装和后续维护任务复杂。

现有的技术方案包括以下两种方式：

分别采用高压变频器控制电机和静止无功发生器补偿无功。用两套设备分别实现电机控制和用户侧电能治理的要求。

采用有回馈功能的高压变频器，将电机制动或发电状态产生的电能回馈至电网，通过对回馈电能的交-直-交变换，调整输出电流的相位，实现对无功的部分补偿。但由于需要电机回馈能量，使用场合受到很大限制。

实用新型内容

本实用新型提供的基于高压电机控制和无功补偿的综合控制系统，既能进行高压电机控制，又可进行无功补偿，从而极大地提高节能效果，降低系统成本，实现最优化的节能目标。

为了达到上述发明目的，本实用新型提供了一种基于高压电机控制和无功补偿的综合控制系统，所述系统包括：

三相变压器，包含原边绕组和多个相互独立的副边绕组；

功率单元，所述三相变压器的每个副边绕组与一个所述功率单元相连，同相功率单元输出串联后与负载连接；

电压互感器，用于检测所述三相变压器高压侧A相电压；

隔离变压器，与所述电压互感器二次侧输出相连，所述隔离变压器二次侧输出接A相功率单元，用于对采样的电压信号进行硬件锁相，得到A相电压相位θ；

电流互感器，用于检测用户侧电网电流，所述电流互感器二次侧输出接A相功率单元；

主控制器，以双数字信号处理器和超大规模集成电路可编程器件为核心，配合数据采集、单元控制及光纤通信回路构成系统控制部分，主控制器通过光纤向功率单元驱动板发送PWM信号，控制H桥逆变电路输出电压；

功率单元控制器，所述每个功率单元包含一个所述功率单元控制器，所述功率单元控制器，由DSP、可编程逻辑门阵列(FPGA)及数据采集电路组成，用于电压、电流的采样和A相电压锁相，并据此产生三相全控桥的SVPWM信号。

具体地，所述功率单元还包括全控三相桥、直流母线电容、单元驱动板、H桥逆变电路及旁路接触器，所述三相变压器的二次侧与所述全控三相桥相连，所述全控三相桥的正负输出端与所述直流母线电容的正负端相连，所述直流母线电容的正负端与所述H桥逆变电路的输入端相连，所述单元驱动板与所述H桥逆变电路连接，驱动H桥的IGBT，所述旁路接触器与所述H桥逆变电路的输出端相连，所述H桥的IGBT由所述单元驱动板驱动。

具体地，所述全控三相桥和H桥逆变电路均由IGBT构成，所述全控三相桥采用SVPWM控制方式，所述H桥逆变电路采用PWM控制方式。

具体地，所述功率单元控制器、单元驱动板分别与主控制器通过光纤连接。

本实用新型达到的有益效果如下：

本实用新型使用一套系统即可实现高压电机控制和用户侧电网的无功就地补偿。系统主控制器通过光纤向功率单元驱动板发送PWM信号，控制H桥逆变电路输出电压，以调节输出电压等级和频率，可以实现电机的变频调速控制；通过功率单元中的功率单元控制器对电压、电流的采样和A相电压锁相，并据此产生三相全控桥的SVPWM信号，可调节无功电流满足超前或滞后的补偿要求，实现对用户电能质量的治理。无功补偿作为本实用新型的独立功能，由电网提供电容储能，无功补偿不依附于逆变侧的电机能量回馈，从而有效提高了无功电流的稳定性和无功补偿的范围。

附图说明

图1是本实用新型基于高压电机控制和无功补偿的综合控制系统结构图；

图2是本实用新型功率单元主电路结构图；

图3是本实用新型基于高压电机控制和无功补偿的综合控制方法流程图。

具体实施方式