[发明专利]三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路及控制方法

权利要求书

1.一种三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路，其特征在于，逆变电路的直流侧储能电容并联在四桥臂全桥逆变电路上，四桥臂全桥逆变电路由四组桥臂并联而成，每组桥臂包括两个串联的全控型器件，每个全控性器件上反并联一个二极管，每组桥臂两个全控型器件串联连接点通过交流滤波电感输出，四桥臂全桥逆变电路四路输出并联到电力系统输出的交流ABC三相和中线N上，控制电路输出控制四桥臂全桥逆变电路中的八个全控型器件通断。

2.根据权利要求1所述三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路，其特征在于，所述控制电路依次包括电流检测单元、PWM信号发生单元、驱动电路单元，其中电流检测单元依次包括电网侧电压正序分量检测电路、负载侧零序电流解耦电路、负载侧谐波和无功电流检测电路。

3.根据权利要求2所述三相四线制四桥臂静止同步补偿器电路的控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)电网侧电压正序分量检测电路采集电网输出侧三相电压，经过计算得到电网侧电压的正序分量，将该正序分量送入锁相环，得到与电网基波正序分量的相位：

电网侧电压的正序分量为：

Ua1fUb1fU1fc=C23C0′Up′‾Uq′‾=2U11sin(ωt+φ11)2U11sin(ωt+φ11-120)2U11sin(ωt+φ11+120),]]>

其中C23=2/31012-123212-12-3212,]]>C0′=C2r/2s=cos(ω0t)-sin(ω0t)sin(ω0t)cos(ω0t),]]>Up′‾Uq′‾]]>为三相电压在旋转直角坐标系中的p轴和q轴分量通过低通滤波器得到直流分量U₁₁为电网侧基波电压有效值的正序分量，ω为电压角频率，ω₀为电压频率为50HZ时的角频率,φ₁₁为基波的初相位；

2)负载侧零序电流解耦电路采集负载侧三相电流，将各相负载电流i_la、i_lb、i_lc减去各自的零序电流i_la0、i_lb0、i_lc0，即可得到各相与零序电流解耦后的负载电流i′_la、i′_lb、i′_lc，

ilao=ilbo=ilco=ila+ilb+ilc3]]>

i′_la＝i_la-i_la0

i′_cb＝i_lb-i_lb0；

i′_lc＝i_lc-i_lc0

3)将步骤2)得到的经过零序电流解耦之后的A相、B相、C相的负载电流i′_la、i′_lb、i′_lc送入负载侧谐波和无功电流检测电路，再将步骤1)得到的电网电压基波正序相位，通过正弦和余弦发生电路送入矩阵c_2s/2r和矩阵c_2r/2s，然后将由步骤2)得到的零序电流解耦后的负载i′_la、i′_lb、i′_lc变换到旋转dq0坐标系中，得到电流分量i_p、i_q，其中i_p和电网电压合成矢量具有相同的方向，记为瞬时有功电流，i_q与电网电压合成矢量相垂直，记为瞬时无功电流，将瞬时无功电流i_p置0，同时将i_p通过低通滤波器，得到直流分量再经过pq-abc逆变换计算得到负荷电流的基波有功分量i_af、i_bf、i_cf，与解耦后的负载电流相减即可计算出三相电流中谐波和无功电流，分别作为逆变器三相指令电流最后将各相零序电流求和后取反，即得到中性线指令电流具体公式如下：

ipiq=C2s/2rC32ila′ilb′ilc′,]]>C0=C2s/2r=cos(ω0t)sin(ω0t)-sin(ω0t)cos(ω0t),]]>C32=2/31-12-12032-32121212,]]>

iafibficf=C23C2r/2sip‾0,]]>

ia*=ila′-iaf]]>

ib*=ilb′-ibf,]]>

ic*=ilc′-icf]]>

in*=-(ilao+ilbo+ilco)=-(ila+ilb+ilc);]]>

4)PWM信号发生单元，采用电流三角波比较的电流跟踪方式控制主电路逆变器输出的电流：把指令电流和逆变电路实际输出电流i_ca、i_cb、i_cc、i_cn进行比较，求出偏差电流，通过放大器放大后，再去与三角波进行比较，产生PWM波形；

5)驱动电路单元，将PWM信号发生单元输出的PWM脉冲放大，驱动功率晶体管通断。