[發明專利]低成本且連續可調的無功功率補償器

有效

• 申請號: 200710091770.1
• 申請日: 2007-04-09
• 公開（公告）號: CN101286639A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 曾啟明;陳偉樂
• 申請（專利權）人: 香港理工大學
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;G05F1/70
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 郭曉東

1.一種無功功率補償器，用于提高配電系統的功率因數；其特征在于，包括有變壓器、參考信號產生電路、遲滯控制電路、固態開關、高頻電感器、及直流電容器，其中：

所述變壓器，其輸入端用于與所述配電系統的供電電壓輸出端相連，以對所述供電電壓進行變壓得到一個參考電壓，并從其輸出端輸出所述參考電壓；

所述參考信號產生電路，其輸入端與所述變壓器的輸出端相連，用于根據所述參考電壓產生一個領先或滯后所述供電電壓90度的參考信號，并從其輸出端輸出所述參考信號；

所述遲滯控制電路，其輸入端與所述參考信號產生電路的輸出端相連，用于根據預定的遲滯寬度、所述參考信號、以及所述無功功率補償器輸出的無功功率補償電流來確定一個用來控制所述固態開關狀態的控制信號，并從其輸出端輸出所述控制信號；

所述固態開關，串接在所述供電電壓第一輸出端與所述直流電容器之間，和/或串接在所述高頻電感器的第一連接端與所述直流電容器之間，用于根據所述控制信號改變所述直流電容器與所述供電電壓第一輸出端和/或所述高頻電感器第一連接端的連接狀態；

所述高頻電感器，串接在所述供電電壓的第二輸出端和所述固態開關之間，用于平滑所述無功功率補償電流中由所述固態開關狀態改變引起的波紋噪聲；

所述直流電容器，串接在所述固態開關之間，用于跟隨所述固態開關的狀態產生相應的無功功率補償電流，以對所述配電系統的供電電流進行補償。

2.如權利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于，所述參考信號產生電路進一步包括有增益調節器、低通濾波器、反相器、以及選擇固態開關，其中：

所述增益調節器，其輸入端與所述變壓器的輸出端相連，對所述參考電壓進行相應的增益調節后，從其輸出端輸出所述經增益調節的參考電壓；

所述低通濾波器，其輸入端與所述增益調節器的輸出端相連，濾除所述經增益調節的參考電壓中的高次諧波，產生一個滯后所述供電電壓90度的參考信號后從其輸出端輸出；

所述反相器，其輸入端與所述低通濾波器相的輸出端相連，反相所述滯后所述供電電壓90度的參考信號，產生一個領先所述供電電壓90度的參考信號后從其輸出端輸出；

所述選擇固態開關，其兩個選擇位分別與所述低通濾波器和所述反相器的輸出端相連，用于根據所述供電電壓決定所述參考信號產生電路的輸出為領先所述供電電壓90度的參考信號，或者為滯后所述供電電壓90度的參考信號。

3.如權利要求1所述的無功功率補償器，其特征在于，所述遲滯控制電路進一步包括有比較器、遲滯控制器、及逆變器，其中：

所述比較器，其兩個輸入端分別輸入所述無功功率補償電流和所述參考信號，將兩者進行比較之后從其輸出端輸出相應的比較結果；

所述遲滯控制器，其輸入端連接至所述比較器的輸出端，用于根據所述遲滯寬度和所述比較結果來確定所述逆變器的固態開關狀態；

所述逆變器，其輸入端連接至所述遲滯控制器的輸出端，用于根據所述遲滯控制器確定的固態開關狀態來改變所述直流電容器的電流方向。

4.如權利要求1至3任一所述的無功功率補償器，其特征在于，所述固態開關至少有四個，其中：

第一固態開關串接在所述直流電容器的第二連接端與所述高頻電感器的第一連接端之間；

第二固態開關串接在所述直流電容器的第二連接端與所述供電電壓的第一輸出端之間；

第三固態開關串接在所述直流電容器的第一連接端與所述供電電壓的第一輸出端之間；

第四固態開關串接在所述直流電容器的第一連接端與所述高頻電感器的第一連接端之間。

5.如權利要求2所述的無功功率補償器，其特征在于，所述低通濾波器為2階巴特沃茲濾波器。

6.如權利要求3所述的無功功率補償器，其特征在于，所述逆變器為單相逆變器。

7.如權利要求4所述的無功功率補償器，其特征在于，所述遲滯寬度為所述無功功率補償電流額定電流率的正負5％到10％。