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双向PWM斩波式可控无功发生器

阅读：965发布：2021-06-08

专利汇可以提供双向PWM斩波式可控无功发生器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种双向PWM斩波式可控无功发生器（参见摘要附图），属于电力系统中抑制谐波和无功补偿领域的设备。一种双向PWM斩波式可控无功发生器通过调节双向PWM斩波电感1中的感性无功，改变电容器6两端等效无功，进而改变一种双向PWM斩波式无功发生器A、B端之间的串联谐振频率以及A、B端之间的无功功率，达到兼有抑制电网谐波和补偿无功的目的。一种双向PWM斩波式可控无功发生器，其特征是一种双向PWM斩波式无功发生器的A端与串联电感器5的一端连接，串联电感器5的另一端分别与电容器6的一端和双向PWM斩波电感1的一端连接，电容器6的另一端和双向PWM斩波电感1的另一端连接在一起再与一种双向PWM斩波式无功发生器的B端连接。本发明的有益效果是兼有连续调节无功功率和串联谐振频率、自身无谐波、电路简单、成本低、体积小，即适用于动态抑制谐波装置又适用于动态无功补偿装置。，下面是双向PWM斩波式可控无功发生器专利的具体信息内容。

权利要求

1.本发明一种双向PWM斩波式无功发生器，其特征是由串联电感器5、电容器6和双向PWM斩波电感1组成，串联电感器5的一端为一种双向PWM斩波式无功发生器的A 端，串联电感器5的另一端与电容器6的一端以及双向PWM斩波电感1的一端连接为C端，电容器6的另一端与双向PWM斩波电感1的另一端连接为一种双向PWM斩波式无功发生器的B 端。
2.本发明权力要求1申请以一相为例来说明技术方案，但本发明不仅限于一相，还可以应用到任何多相电路中。
3.本发明权力要求1中使用的双向PWM斩波电感1，其特征是由斩波开关2、续流开关
3和补偿电感器4组成，斩波开关2的一端为双向PWM斩波电感1的C 端，斩波开关2的另一端与补偿电感器4的一端及续流开关3的一端连接为双向PWM斩波电感1的D端，补偿电感器4的另一端及续流开关3的另一端连接为双向PWM斩波电感1的B 端。
4.本发明权力要求1中使用的双向PWM斩波电感1属于整流型双向PWM斩波电感1，整流型双向PWM斩波电感1中的斩波开关2，其特征是由一只功率开关管V1和一个整流桥D1组成，功率开关管V1的源极（D）与整流桥D1的DC1+端相连接，功率开关管V1的漏极（S）与整流桥D1的DC1-端相连接，整流桥D1的AC1端与整流型双向PWM斩波电感1的C端相连接，整流桥D1的AC2端与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，整流型双向PWM斩波电感1中的续流开关3，其特征是由两只功率开关管V2、V3组成，功率开关管V2的漏极（S）与功率开关管V3的漏极（S）相连，功率开关管V2的源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，功率开关管V3源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接，补偿电感器4的一端与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，补偿电感器4的另一端与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。
5. 本发明权力要求1中使用的双向PWM斩波电感1属于串联型双向PWM斩波电感1，串联型双向PWM斩波电感1中的斩波开关2，其特征是由两只功率开关管V4、V5组成，功率开关管V4的漏极（S）与功率开关管V5的漏极（S）相连接，功率开关管V4的源极（D）与串联型双向PWM斩波电感1的C 端相连接，功率开关管V5的源极（D）与串联型双向PWM斩波电感1的D 端相连接，串联型双向PWM斩波电感1中的续流开关3，其特征是由两只功率开关管V6、V7组成，功率开关管V6的漏极（S）与功率开关管V7的漏极（S）相连，功率开关管V6的源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，功率开关管V7源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接，补偿电感器4的一端与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，补偿电感器4的另一端与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。

说明书全文

双向PWM斩波式可控无功发生器

技术领域

[0001] 本发明属于电力系统中抑制谐波和无功补偿领域，具体涉及一种双向PWM斩波式可控无功发生器。

背景技术

[0002] 抑制谐波对于改善供电系统的电能质量、避免谐波放大损坏电力设备至关重要；补偿无功对于降低线损、降低变压器铜损和提高电网的经济可靠运行至关重要，而用于抑制谐波和补偿无功的动态谐波抑制装置和动态无功补偿装置中的核心设备是可控无功发生器。目前可控无功发生器有三类：第一类是TSC（晶闸管投切电容器）类，存在着容性电纳有级量化粗，投切速度低，晶闸管用量多、投切涌流大、成本高、以及可能引发谐波放大等问题；第二类是TCR（晶闸管调节电抗器）类，存在着大量自身谐波和成本很高等问题；第三类是STATCOM（无功发生器）类，与上两类相比STATCOM类是最先进的技术，中国专利《一种大容量静止无功发生器》（授权公告号CN100347924C）和《一种三相四线制系统动态无功发生器电路》（授权公告号CN100589300C）都属于STATCOM类，这两个专利存在着电路复杂、可靠性低、成本高等问题，比如，必须使用大功率整流电源、必须使用滤波器滤除大功率整流电源自身谐波、必须使用限制容量附加电路以防止逆变直通短路等问题。

发明内容

[0003] 技术问题：本发明要解决的技术问题是，提供电路简单、成本低、体积小、自身无谐波，用于抑制谐波装置或无功补偿装置的，即能调节无功功率又能调节串联谐振频率的可控无功发生器。

[0004] 技术方案：本发明一种双向PWM斩波式无功发生器，通过调节双向PWM斩波电感1的感性无功改变电容器6两端的等效电抗，进而改变一种双向PWM斩波式无功发生器A、B端之间的串联谐振频率和无功功率，达到兼有抑制电网谐波和补偿无功的目的。

[0005] 本发明一种双向PWM斩波式无功发生器，其特征是由串联电感器5、电容器6和双向PWM斩波电感1组成，串联电感器5的一端为斩波式无功发生器的A端，串联电感器5的另一端与电容器6的一端以及双向PWM斩波电感1的一端连接为C 端，电容器6的另一端与双向PWM斩波电感1的另一端连接为一种双向PWM斩波式无功发生器的B 端。

[0006] 本发明申请以一相为例来说明技术方案，但本发明不仅限于一相，还可以应用到任何多相电路中。

[0007] 本发明一种双向PWM斩波式无功发生器中使用的双向PWM斩波电感1，其特征是由斩波开关2、续流开关3和补偿电感器4组成，斩波开关2的一端为双向PWM斩波电感1的C 端，斩波开关2的另一端与补偿电感器4的一端及续流开关3的一端连接为双向PWM斩波电感1的D 端，补偿电感器4的另一端及续流开关3的另一端连接为双向PWM斩波电感1的B 端。

[0008] 本发明一种双向PWM斩波式无功发生器中使用的双向PWM斩波电感1有两种技术方案。

[0009] 1）关于双向PWM斩波电感方案一——整流型双向PWM斩波电感1。整流型双向PWM斩波电感1中的斩波开关2，其特征是由一只功率开关管（VMOS或IGBT）V1和一个整流桥D1组成，功率开关管V1的源极（D）与整流桥D1的DC1+端相连接，功率开关管V1的漏极（S）与整流桥D1的DC1-端相连接，整流桥D1的AC1端与整流型双向PWM斩波电感1的C端相连接，整流桥D1的AC2端与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，整流型双向PWM斩波电感1中的续流开关3，其特征是由两只功率开关管（VMOS或IGBT）V2、V3组成，功率开关管V2的漏极（S）与功率开关管V3的漏极（S）相连，功率开关管V2的源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的D 端相连接，功率开关管V3源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。补偿电感器4的一端与整流型双向PWM斩波电感1的D 端相连接，补偿电感器4的另一端与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。

[0010] 2）关于双向PWM斩波电感方案二——串联型双向PWM斩波电感1。串联型双向PWM斩波电感1中的斩波开关2，其特征是由两只功率开关管（VMOS或IGBT）V4、V5组成，功率开关管V4的漏极（S）与功率开关管V5的漏极（S）相连接，功率开关管V4的源极（D）与串联型双向PWM斩波电感1的C 端相连接，功率开关管V5的源极（D）与串联型双向PWM斩波电感1的D 端相连接，串联型双向PWM斩波电感1中的续流开关3，其特征是由两只功率开关管（VMOS或IGBT）V6、V7组成，功率开关管V6的漏极（S）与功率开关管V7的漏极（S）相连，功率开关管V6的源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，功率开关管V7源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。补偿电感器4的一端与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，补偿电感器4的另一端与整流型双向PWM斩波电感1的B端相连接。

[0011] 有益效果：本发明一种双向PWM斩波式无功发生器装置与现有无功补偿装置相比，具有以下优点：
1、一种双向PWM斩波式无功发生器具有连续调节感性无功、容性无功和串联谐振频率的功能，不仅适用于动态抑制谐波装置，而且适用于动态无功补偿装置；
2、一种双向PWM斩波式无功发生器兼有自平滑斩波电压和自滤除谐波的功能，不需要滤波器；
3、一种双向PWM斩波式无功发生器的电路简单、成本低、体积小。

[0012] 附图说明：图1为本发明一种双向PWM斩波式无功发生器装置原理图；
图2为双向PWM斩波电感原理图；
图3为整流型双向PWM斩波电感原理图；
图4为串联型双向PWM斩波电感原理图。

[0013] 图中：双向PWM斩波电感（整流型双向PWM斩波电感或串联型双向PWM斩波电感）1，斩波开关2，续流开关3，补偿电感器4，串联电感器5，电容器6，功率开关V1，功率开关V2，功率开关V3，功率开关V4，功率开关V5，功率开关V6，功率开关V7，整流桥D1，整流桥D1的交流输入端AC1，整流桥D1的交流输入端AC2，整流桥D1的直流输出正极DC1+，整流桥D1的直流输出负极DC1-。

[0014] 具体实施方式：参照附图详细说明本发明一种双向PWM斩波式无功发生器的实施例。由图1可知，本发明一种双向PWM斩波式无功发生器，其特征是由串联电感器5、电容器6和双向PWM斩波电感1组成，串联电感器5的一端为斩波式无功发生器的A端，串联电感器5的另一端与电容器6的一端以及双向PWM斩波电感1的一端连接为C端，电容器6的另一端与双向PWM斩波电感1的另一端连接为斩波式无功发生器的B 端。

[0015] 由图2可知，本发明一种双向PWM斩波式无功发生器中使用的双向PWM斩波电感1，其特征是由斩波开关2、续流开关3和补偿电感器4组成，斩波开关2的一端为双向PWM斩波电感1的C 端，斩波开关2的另一端与补偿电感器4的一端及续流开关3的一端连接为双向PWM斩波电感1的D端，补偿电感器4的另一端及续流开关3的另一端连接为双向PWM斩波电感1的B 端。

[0016] 本发明一种双向PWM斩波式无功发生器中使用的双向PWM斩波电感1有两种技术方案实施例，参照图3、图4说明两种技术方案实施例。

[0017] 1）整流型双向PWM斩波电感1实施例。由图3可知，整流型双向PWM斩波电感1中的斩波开关2，其特征是由一只功率开关管（VMOS或IGBT）V1和一个整流桥D1组成，功率开关管V1的源极（D）与整流桥D1的DC1+端相连接，功率开关管V1的漏极（S）与整流桥D1的DC1-端相连接，整流桥D1的AC1端与整流型双向PWM斩波电感1的C 端相连接，整流桥D1的AC2端与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接。整流型双向PWM斩波电感1中的续流开关3，其特征是由两只功率开关管（VMOS或IGBT）V2、V3组成，功率开关管V2的漏极（S）与功率开关管V3的漏极（S）相连，功率开关管V2的源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的D 端相连接，功率开关管V3源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。补偿电感器4的一端与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，补偿电感器4的另一端与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。

[0018] 2）串联型双向PWM斩波电感1实施例。由图4可知，串联型双向PWM斩波电感1中的斩波开关2，其特征是由两只功率开关管（VMOS或IGBT）V4、V5组成，功率开关管V4的漏极（S）与功率开关管V5的漏极（S）相连接，功率开关管V4的源极（D）与串联型双向PWM斩波电感1的C 端相连接，功率开关管V5的源极（D）与串联型双向PWM斩波电感1的D 端相连接。串联型双向PWM斩波电感1中的续流开关3，其特征是由两只功率开关（VMOS或IGBT）管V6、V7组成，功率开关管V6的漏极（S）与功率开关管V7的漏极（S）相连，功率开关管V6的源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的D端相连接，功率开关管V7源极（D）与整流型双向PWM斩波电感1的B端相连接。补偿电感器4的一端与整流型双向PWM斩波电感1的D 端相连接，补偿电感器4的另一端与整流型双向PWM斩波电感1的B 端相连接。

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