[實用新型]一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置

無效

• 申請號: 200920106933.3
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN201464558U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 丁金龍
• 申請（專利權）人: 北京中紡銳力機電有限公司
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 王建國

技術領域

本實用新型涉及一種電源相位檢測裝置，具體地說，涉及一種能量回饋裝置中的電源相位檢測裝置。

背景技術

工業常用的能量回饋裝置系統構造如圖1所示，其基本工作原理都是控制電路通過檢測電網電源的相位，來觸發功率電力電子元件的導通關斷，實現直流電流流向交流電網，當電流相位和電網電壓相位差大于90度時，實現了能量回送到電網。

相位檢測環節是實現能量正確回送電網的關鍵，通常情況下，它由變壓器、濾波器以及最后的電源相位檢測電路幾部分構成，如圖1中虛框部分所示。

其中變壓器主要起到隔離和降壓的作用，一般采用Y/Y結構或Δ/Δ結構，保證原副邊電壓相位一致的同時將電源電壓進行隔離和降壓；濾波器主要為了濾除回饋系統工作時電力電子器件斬波產生的干擾信號以及電網雜波，為了不對電網工頻電壓信號產生相移，濾波器采用的濾波電路通常只針對2KHz以上的干擾信號進行濾波，回饋系統在電網電壓正常的情況下，電網電壓信號的處理過程如圖2所示，電壓波形分別對應于圖1標注的A、B、C三點；最后電源相位檢測電路通過檢測經過隔離降壓和濾波處理后的電壓信號的過零點來獲得電網電壓的相位。

當電網電壓發生嚴重畸變時，電壓波形可能會變成如圖3虛線所示的樣子。由于諧波干擾以及濾波器造成的相移使得電壓過零點產生變化，甚至是在跳動，t1與t2不重合(虛線表示畸變的電網電壓信號且含毛刺干擾，實線表示標準的電網電壓信號)。

由于上述原因，當電網電壓波形畸變嚴重時，過零點的檢測方法會導致能量回饋裝置對電源相位檢測不準確，回饋裝置無法正常工作。

為了得到標準的正弦電壓信號，通常情況下對濾波器的參數進行調整，比如可以采用一階或二階低通濾波電路的方法進行濾波，當低次諧波含量比較大時，增大低通濾波時間常數的方法可以獲得電源電壓的基波信號，但同時會導致較大的相移，檢測信號無法反應電源的真實相位，此種情況下回饋裝置的回饋能力大大下降，甚至引起嚴重的故障，波形變化如圖4所示。

另外，采用諧振濾波的方法只能針對某一頻率的諧波進行濾除；對于低次諧波，電感參數比較大，體積發熱都有問題，同時由于采用了RLC元件，也導致相移，且參數匹配復雜，靈活性差。

也可以采用數字濾波方式達到目的，在圖2中略去硬件濾波器環節，在電源相位檢測電路部分將通過變壓器降壓后的電源電壓信號直接進行A/D轉換后，進行傅里葉分解，采用數字濾波方法提取基波信號，也可以獲得電源的相位信號，但需要采用DSP等數字信號處理裝置才能完成，成本高，同時易將干擾信號引入數字電路。

實用新型內容

本實用新型正是為了解決上述技術問題而設計的一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其可濾除低次諧波的同時獲得正確的電網電壓檢測相位。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，包括回饋功率電路、回饋控制電路、移相變壓器、低通濾波電路和電源相位檢測電路；電網電壓(U_i)經移相變壓器輸出給低通濾波電路，低通濾波電路濾波后給電源相位檢測電路，最后輸出給回饋控制電路從而控制回饋功率電路；通過移相變壓器獲得超前相移，低通濾波電路產生滯后相移，通過兩者組合互補后對電源基波不產生相移。

所述一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其移相變壓器采用Y/Δ接法，或采用Δ/Y接法，通過調整相序，可以獲得超前相位π/6。

所述一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其移相變壓器采用原邊Y或Δ接法，移相變壓器采用付邊延邊三角形接法，可以獲得不同角度的超前相位，超前相位越大，低通濾波電路的濾波時間常數可以選擇性更大。

所述一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其低通濾波電路對該信號進行濾波，通過調整濾波時間常數，其對基波信號產生任意角度滯后移相。

所述一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其低通濾波電路對該信號進行濾波，其可對三次以上諧波造成衰減。

所述一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其相位檢測電路是通過電壓過零比較獲得電源電壓相位。

所述一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其低通濾波電路為一階有源或無源濾波，或多階有源或無源濾波。

所述一種能量回饋裝置中電源相位檢測裝置，其移相變壓器與低通濾波電路相互之間位置關系可以互換。

本實用新型所述能量回饋裝置中電源相位檢測方法按照如下流程工作：