[發明專利]一種基于18脈沖的SVPWM三相電子調壓器

有效

• 申請號: 201610064445.5
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105634255B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 屈穩太;張琴
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M5/458;G05F1/40
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

本發明涉及電力電子、電能變換技術，尤其涉及一種三相高功率因數，低諧波的電子調壓器。

背景技術

目前所用的調壓器大都采用電磁感應式調壓器，或晶閘管移相控制的電子調壓器，前者，因為需要鐵心和繞組，鐵心用來構成磁路，繞組用來產生感應電壓，其重量重，有色金屬消耗大，調壓器工作時會產生銅損和鐵損，損耗大，致使其效率不高；而后者，由于采用移相來控制輸出電壓，在輸出電壓較低時，移相角較大，致使功率因數降低，同時產生過大的無功功率和諧波。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于18脈沖的SVPWM三相電子調壓器，本發明采用IGBT逆變器控制輸出電壓，不需要鐵心和繞組，不需要通過移相來控制輸出電壓，克服了感應式調壓器和晶閘管移相調壓器所具有的缺點。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于18脈沖的SVPWM三相電子調壓器，包括主電路、中央控制電路、輸出電壓檢測電路、過流檢測電路、脈沖隔離放大電路、鍵盤與顯示電路、第一控制電源和第二控制電源。所述主電路包括依次相連的三相不可控整流器、直流濾波器和三相IGBT逆變器；所述中央控制電路包括微處理器和脈沖分離輸出電路；所述脈沖隔離放大電路包括光電耦合隔離電路和脈沖放大電路；所述第一控制電源為中央控制電路、輸出電壓檢測電路、過流檢測電路和鍵盤與顯示電路供電；所述第二控制電源為脈沖隔離放大電路供電；電網的三相恒頻恒壓的交流電源輸入到主電路，經過主電路變換為恒頻變壓的交流電，輸出到三相交流負載；鍵盤與顯示電路通過人機接口輸入預期的輸出電壓值到中央控制電路，輸出電壓檢測電路檢測出主電路三相IGBT逆變器的輸出電壓并反饋到微處理器，過電流檢測電路檢測出主電路三相IGBT逆變器的輸出電流并反饋到微處理器，微處理器將根據18脈沖SVPWM原理計算出的脈沖輸入到脈沖分離輸出電路按相分離，然后把分離后的脈沖送到脈沖隔離放大電路進行放大隔離，再送到主電路，控制主電路的三相IGBT逆變器，輸出恒頻變壓的三相交流電。

進一步地，所述輸出電壓檢測電路包括二極管整流模塊U1，電容C1-C4，電阻R1、R2，電位器RP1和模擬電壓隔離放大器U2；主電路三相IGBT逆變器的三相輸出電壓接到二極管整流模塊U1的交流側，二極管整流模塊U1直流側輸出直流電壓，經電容C1和C2濾波，經電阻R1、電位器RP1和電阻R2組成的分壓電路分壓，從電位器兩端取得輸出電壓，再經過電容C3濾波送給模擬電壓隔離放大器U2，模擬電壓隔離放大器U2的輸出電壓經電容C4濾波后接到微處理器的模擬信號輸入端口。

進一步地，所述過電流檢測電路由A相、B相、C相三相窗口比較器并聯而成，每相結構完全相同，以A相為例，A相窗口比較器由電阻RA1-RA4，電位器RPA，運算放大器U6A，二極管DA1-DA3組成；二極管DA1的負極和二極管DA2的正極相連后作為窗口比較器的輸入端，二極管DA1的正極接電阻RA1的一端，電阻RA1的另一端與電位器RPA的可調端相連后接運算放大器U6A的負輸入端，電位器RPA的一端接+12V電源，另一端接地；二極管DA2的負極接電阻RA2的一端，電阻RA2的另一端與電阻RA3的一端相連后接運算放大器U6A的正輸入端，電阻RA3的另一端接地；電阻RA4與二極管DA3的正極相連后接運算放大器U6A的輸出端，運算放大器U6A的正電源端接+12V電源，負電源端接-12V電源，電阻RA4的另一端接+12V電源，二極管DA3的負極作為窗口比較器的輸出端。主電路三相IGBT逆變器的輸出A相電流經電流互感器輸出的電流信號IA1接到窗口比較器的輸入端。通過電阻RA2、RA3確定窗口比較器的正門檻，通過RPA確定窗口比較器的負門檻；當輸入電流信號IA1正幅值超過正門檻電壓或負幅值超過負門檻電壓時，窗口比較器輸出信號VA0輸出高電平；當輸入電流信號IA1沒有超過門檻電壓時，窗口比較器輸出信號VA0輸出低電平。同理，B相、C相對應的輸入電流信號分別為IB1和IC1，對應的輸出信號分別為VB0和VC0，如果VA0、VB0和VC0三相有任一相發生過電流則輸出高電平，此時向微處理器發出中斷申請，進行保護。