[發(fā)明專利]可抑制諧波的可控硅調(diào)壓裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310483769.9
• 申請日: 2013-10-16
• 公開（公告）號: CN103532358A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭春雨;瞿文慧
• 申請（專利權(quán)）人: 廊坊英博電氣有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 張二群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交流工頻電壓調(diào)壓裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)用電量的增長，終端供電線路條件日趨復(fù)雜，靠近配電變壓器的市電電壓普遍偏高，而且電壓隨供電負(fù)荷的變化而波動，夜間大的工業(yè)負(fù)荷減輕，導(dǎo)致周邊的供電線路的電壓進(jìn)一步升高。在遭遇供電負(fù)荷高峰時，部分地區(qū)的市電電壓又會偏低。這種市電電壓的波動對設(shè)備的安全可靠運(yùn)行帶來不利影響，尤其是當(dāng)前大多數(shù)情況下，市電電壓偏高，會造成用電設(shè)備經(jīng)常處于過載運(yùn)行狀態(tài)，能耗增大，運(yùn)行的可靠性降低，故障率提高，增加了用戶的電費(fèi)支出，設(shè)備檢修費(fèi)用也隨之提高。

如果通過電網(wǎng)側(cè)的配電變壓器進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，雖然在一定程度上改善了這種市電電壓的波動，但因?yàn)橛秒娯?fù)荷分布在供電線路的不同位置，難以兼顧大多數(shù)用戶的實(shí)際運(yùn)行需求。

通過用戶側(cè)的調(diào)壓裝置進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，來適應(yīng)設(shè)備的用電需求是一個比較可行的辦法，至少可以使用電設(shè)備的電壓穩(wěn)定在標(biāo)稱的額定電壓之下，更進(jìn)一步還可以根據(jù)用電設(shè)備的特性進(jìn)一步降低電壓，使設(shè)備處在更低的能耗之下，達(dá)到節(jié)能的效果。目前調(diào)節(jié)電壓的方法有1、自耦變壓器調(diào)壓，如圖4所示；2、可控硅調(diào)壓，如圖5所示；3、IGBT調(diào)壓，如圖6所示。自耦變壓器調(diào)壓比較容易實(shí)現(xiàn)，但其電壓是通過切換不同的抽頭來實(shí)現(xiàn)，只能實(shí)現(xiàn)分級調(diào)節(jié)，且響應(yīng)速度慢。使用可控硅進(jìn)行相控斬波，可以實(shí)現(xiàn)電壓的平滑調(diào)節(jié)，且成本低廉，響應(yīng)速度快，但輸出電壓的諧波含量高。使用IGBT進(jìn)行高頻斬波調(diào)壓，可以實(shí)現(xiàn)完美的正弦波輸出，同樣具有響應(yīng)速度高的特點(diǎn)，但其技術(shù)較復(fù)雜，且成本高，不易實(shí)現(xiàn)較大容量的調(diào)壓。因此，以上三種調(diào)壓技術(shù)都有各自的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可抑制諧波的可控硅調(diào)壓裝置，所述裝置具有成本低、容量大、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，同時具有輸出電壓諧波成分低的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種可抑制諧波的可控硅調(diào)壓裝置，其特征在于：包括過零檢測及觸發(fā)電路、可控硅調(diào)壓單元Q1、變壓器T1和變壓器T2，三相輸入電壓LA、LB、LC相線第一路依次與變壓器T1和變壓器T2的低壓側(cè)串聯(lián)連接，三相輸入電壓LA、LB、LC相線的第二路分別與過零檢測及觸發(fā)電路的輸入端和可控硅調(diào)壓單元Q1的輸入端連接，過零檢測及觸發(fā)電路的輸出端與可控硅調(diào)壓單元Q1的控制端連接，所述可控硅調(diào)壓單元Q1的輸出端分別與電壓器T1和電壓器T2的高壓側(cè)連接，變壓器T1的高壓側(cè)采用三角形連接，變壓器T2的高壓側(cè)采用星形連接且中性點(diǎn)懸空，所述調(diào)壓裝置通過過零檢測及觸發(fā)電路檢測每一相電壓的過零點(diǎn)，并延遲一個角度后產(chǎn)生觸發(fā)脈沖使可控硅調(diào)壓單元Q1內(nèi)部對應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通。

優(yōu)選的，三相輸入電壓LA、LB、LC相線的輸出端設(shè)有低通濾波器。

優(yōu)選的，所述過零檢測及觸發(fā)電路包括三個結(jié)構(gòu)相同的檢測及觸發(fā)單元和MCU，所述可控硅調(diào)壓單元Q1包括三只可控硅；檢測及觸發(fā)單元包括電阻R1-R4、二極管D1-D3、光耦U1、電容C1、變壓器T3、三極管Q3，電阻R1的一端接相線，另一端經(jīng)雙向穩(wěn)壓二極管D1接光耦U1的一個輸入端，光耦U1的另一個輸入端接零線；光耦輸出三極管Q2的集電極第一路接上拉電阻R2，光耦輸出三極管Q2的發(fā)射極接地，光耦輸出三極管Q2的集電極第二路接MCU的一個輸入端；MCU的一個輸出端電阻R4接三極管Q3的基極，三極管Q3的發(fā)射極接地，三極管Q3的集電極與變壓器T3的初級連接，電阻R3、電容C1和二極管D4構(gòu)成鉗位電路與變壓器T3的初級連接，變壓器T3設(shè)有二兩次級繞阻，每個繞阻通過兩個二極管整流，驅(qū)動一只可控硅。

優(yōu)選的，所述低通濾波器包括串聯(lián)在LA、LB、LC相線輸出端的濾波電感Lx、并聯(lián)在輸出端的包括電容Cx和電阻r的RC支路和并聯(lián)在輸出端的包括電容Cy的電容支路。

優(yōu)選的，所述調(diào)壓裝置通過過零檢測及觸發(fā)電路檢測每一相電壓的過零點(diǎn)，并延遲0-180°后產(chǎn)生觸發(fā)脈沖使可控硅調(diào)壓單元Q1內(nèi)部對應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通。