[发明专利]一种单相节电器及其控制方法

权利要求书

1.一种单相节电器，其特征在于：包括主控部分、节电变流电路、检测电路，各组成部分彼此分别电气连接，节电变流电路交流侧与单相交流负载直接并行电气连接或经隔离变压器间接并行电气连接，各组成部分在功能或结构上可以合并或拆分。

2.根据权利要求1所述的单相节电器，其特征在于主控部分包含微处理器、微控制器中的一种或多种，其中微控制器的类型包括但不限于单片机、DSP、CPLD、FPGA、PLC。

3.根据权利要求2所述的单相节电器，其特征在于节电变流电路包含若干个变流桥臂或集成功率模块，对于包含变流桥臂的情况，每个桥臂由多个全控开关器件串联构成，每个全控开关器件都反并联一个续流二极管，该全控开关器件指既能控制开通又能控制关断的电力电子开关器件，类型包括但不限于晶体管、IGBT、MOSFET、IGCT、IEGT、GTO、SET；对于包含集成功率模块的情况，集成功率模块的类型包括但不限于IPM功率模块。

4.根据权利要求3所述的单相节电器，其特征在于检测电路包括但不限于：位于节电变流电路与交流负载的并行联接点与电网之间的电流传感器、位于负载与电网之间的电压传感器。

5.根据权利要求4所述的单相节电器，其特征在于节电变流电路采用的拓扑结构的电平数为2或大于2的奇数，其中大于2的奇数个电平的拓扑结构的类型包括但不限于单元级联型、飞跨电容型、二极管嵌位型。

6.根据权利要求5所述的单相节电器，其特征在于包含静止无功发生功能，采用的控制方法为：通过检测电路实时获得负载侧电压、电流的瞬时值，经分析计算可得负载实时需求的有功功率以及无功功率，通过控制实现节电变流电路提供负载需求的无功功率，电网只提供负载需求的有功功率。

7.根据权利要求5所述的单相节电器，其特征在于包含有源滤波功能，采用的控制方法为：通过检测电路实时获得负载侧电压、电流的瞬时值，经分析计算可得负载电流中所含的各次谐波的频率、幅值及相位等参数，通过控制使节电变流电路发出与各次电流谐波频率、幅值相等但相位相反的抑制波，抑制波与谐波相抵消，从而实现了对谐波的滤除。

8.根据权利要求5所述的单相节电器，其特征在于同时具有静止无功发生与有源滤波的功能，采用的控制方法为：通过检测电路实时获得负载侧电压、电流的瞬时值，经分析计算可得负载实时需求的有功功率、无功功率以及负载电流中各次谐波的含量及其特性参数，通过控制实现：电网只提供负载需求的有功功率；节电变流电路向负载发出无功功率以及与各次电流谐波频率、幅值相等但相位相反的抑制波，这样就同时实现了无功功率的补偿与谐波的滤除。

9.根据权利要求1～权利要求8所述的单相节电器，其特征在于：在电网侧电压波动较大时，该节电器依然能够实现无功补偿与谐波滤除两种功能。