專利名稱：一種多電平靜止同步補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種多電平靜止同步補(bǔ)償器，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器(STATC0M或DSTATC0M)是一種采用鏈?zhǔn)诫妷涸醋兞髌?基于單相兩電平H橋串聯(lián)的電壓源變流器)實(shí)現(xiàn)的新型動(dòng)態(tài)無(wú)功和諧波補(bǔ)償裝置，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、起動(dòng)無(wú)沖擊、調(diào)節(jié)連續(xù)、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，是靜止同步補(bǔ)償器的發(fā)展方向。鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器用于實(shí)現(xiàn)不平衡負(fù)荷補(bǔ)償時(shí)，需要采用三角形連接方式，使得每相串聯(lián)的H橋變流器個(gè)數(shù)較多，導(dǎo)致整個(gè)裝置的成本較高且體積較大。模塊化多電平 電壓源變流器也可以用于實(shí)現(xiàn)多電平靜止同步補(bǔ)償器，但單個(gè)模塊只有兩電平輸出，在采用較低電壓等級(jí)的IGBT器件時(shí)，需要較多的串聯(lián)模塊數(shù)目。因此，需要尋找一種新的多電平電壓源變流器來(lái)實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種多電平靜止同步補(bǔ)償器，以克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，以實(shí)現(xiàn)不平衡負(fù)荷的補(bǔ)償，并使用電壓等級(jí)較低、價(jià)格較低的IGBT器件，解決已有的鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器在實(shí)現(xiàn)不平衡負(fù)荷補(bǔ)償時(shí)因變流模塊串聯(lián)個(gè)數(shù)較多，或需要采用較高電壓等級(jí)的IGBT器件而導(dǎo)致的裝置成本較高的問題。本實(shí)用新型提出的多電平靜止同步補(bǔ)償器，包括第一組變流臂、第二組變流臂、第一組濾波電抗器、第二組濾波電抗器、第一直流濾波電容器、第二直流濾波電容器、三個(gè)限流電阻、一個(gè)三相接觸器及三個(gè)濾波電容器支路；第一組變流臂和第二組變流臂分別由三臺(tái)變流臂組成，第一組濾波電抗器和第二組濾波電抗器分別由三臺(tái)濾波電抗器組成；第一組三臺(tái)變流臂的三個(gè)正極端連接到一起后再與第一直流濾波電容器的正極端連接到一起；第一組三臺(tái)變流臂的三個(gè)負(fù)極端分別連接到第一組三臺(tái)濾波電抗器的一端，第一組三臺(tái)濾波電抗器的另一端分別與第二組三臺(tái)濾波電抗器的一端以及三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的一端連接到一起，第二組三臺(tái)濾波電抗器的另一端分別與第二組三臺(tái)變流臂的三個(gè)正極端連接到一起，三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的另一端作為所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端；第二組三臺(tái)變流臂的三個(gè)負(fù)極端連接到一起后再與第二直流濾波電容器的負(fù)極端連接到一起；第一直流濾波電容器的負(fù)極端和第二直流濾波電容器的正極端連接到一起作為所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端；三個(gè)濾波電容支路分別由一個(gè)濾波電容器和一個(gè)電阻器串聯(lián)而成，三個(gè)濾波電容支路的電阻器端分別連接到所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端，三個(gè)濾波電容支路的濾波電容器端連接到一起后再接到所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端；三個(gè)限流電阻分別并聯(lián)在三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的兩端。上述多電平靜止同步補(bǔ)償器中，所述的變流臂，包括多個(gè)變流模塊，多個(gè)變流模塊采用串聯(lián)連接形成一個(gè)正極端和一個(gè)負(fù)極端。[0007]上述多電平靜止同步補(bǔ)償器中，所述的變流模塊包括第一直流電容器、第二直流電容器、第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管；所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管的陰極相連接，所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連接；所述的第一直流電容 器的正極端與所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接；所述的第二電容器的負(fù)極端與所述的第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極相連接，作為變流模塊的負(fù)極端；所述的第一直流電容器的負(fù)極端與第二直流電容器的正極端相連接后再連接到所述的第一箝位二極管的陽(yáng)極和第二箝位二極管的陰極，第一箝位二極管的陰極連接到所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極，第二箝位二極管的陽(yáng)極連接到所述的第三半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極，第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極與第三半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接后作為變流模塊的正極端。本實(shí)用新型提出的多電平靜止同步補(bǔ)償器，其優(yōu)點(diǎn)是可以使用電壓等級(jí)較低、價(jià)格較低的IGBT器件來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓應(yīng)用時(shí)的不平衡負(fù)荷補(bǔ)償，因此使得整個(gè)裝置成本較低。
圖I為本實(shí)用新型提出的多電平靜止同步補(bǔ)償器的電路原理圖。圖2為多電平靜止同步補(bǔ)償器中變流臂的電路原理圖。圖3為圖2所示的交流臂中變流模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的多電平靜止同步補(bǔ)償器，包括第一組變流臂、第二組變流臂、第一組濾波電抗器、第二組濾波電抗器、第一直流濾波電容器、第二直流濾波電容器、三個(gè)限流電阻、一個(gè)三相接觸器及三個(gè)濾波電容器支路；第一組變流臂和第二組變流臂分別由三臺(tái)變流臂組成，第一組濾波電抗器和第二組濾波電抗器分別由三臺(tái)濾波電抗器組成；第一組三臺(tái)變流臂的三個(gè)正極端連接到一起后再與第一直流濾波電容器的正極端連接到一起；第一組三臺(tái)變流臂的三個(gè)負(fù)極端分別連接到第一組三臺(tái)濾波電抗器的一端，第一組三臺(tái)濾波電抗器的另一端分別與第二組三臺(tái)濾波電抗器的一端以及三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的一端連接到一起，第二組三臺(tái)濾波電抗器的另一端分別與第二組三臺(tái)變流臂的三個(gè)正極端連接到一起，三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的另一端作為所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端；第二組三臺(tái)變流臂的三個(gè)負(fù)極端連接到一起后再與第二直流濾波電容器的負(fù)極端連接到一起；第一直流濾波電容器的負(fù)極端和第二直流濾波電容器的正極端連接到一起作為所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端；三個(gè)濾波電容支路分別由一個(gè)濾波電容器和一個(gè)電阻器串聯(lián)而成，三個(gè)濾波電容支路的電阻器端分別連接到所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端，三個(gè)濾波電容支路的濾波電容器端連接到一起后再接到所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端；三個(gè)限流電阻分別并聯(lián)在三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的兩端。[0013]上述多電平靜止同步補(bǔ)償器中，所述的變流臂，包括多個(gè)變流模塊，多個(gè)變流模塊采用串聯(lián)連接形成一個(gè)正極端和一個(gè)負(fù)極端。上述多電平靜止同步補(bǔ)償器中，所述的變流模塊包括第一直流電容器、第二直流電容器、第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體 開關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管；所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管的陰極相連接，所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連接；所述的第一直流電容器的正極端與所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接；所述的第二電容器的負(fù)極端與所述的第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極相連接，作為變流模塊的負(fù)極端；所述的第一直流電容器的負(fù)極端與第二直流電容器的正極端相連接后再連接到所述的第一箝位二極管的陽(yáng)極和第二箝位二極管的陰極，第一箝位二極管的陰極連接到所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極，第二箝位二極管的陽(yáng)極連接到所述的第三半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極，第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極與第三半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接后作為變流模塊的正極端。圖I所示為本實(shí)用新型提出的多電平靜止同步補(bǔ)償器的電路原理圖。圖I中，多電平靜止同步補(bǔ)償器包括兩組六臺(tái)變流臂(I)、兩組六臺(tái)濾波電抗器(2)、兩臺(tái)直流濾波電容器(3)、三個(gè)限流電阻(4)、一個(gè)三相接觸器(5)和三個(gè)電容濾波支路(6)。第一組三臺(tái)變流臂的正極端連接到一起后再和第一臺(tái)直流濾波電容器⑶I的正極端連接到一起；第一組三臺(tái)變流臂的負(fù)極端分別連接到第一組三臺(tái)濾波電抗器LAI、LB1、LCl的一端，LAU LBULCl的另一端分別與LA2、LB2、LC2的一端以及三相接觸器JZ的三組常開觸點(diǎn)的一端連接到一起，LA2、LB2、LC2的另一端分別與第二組三臺(tái)變流臂正極端連接到一起，三相接觸器JZ的三組常開觸點(diǎn)的另一端作為所述的新型多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端A/B/C ;第二組三臺(tái)變流臂的負(fù)極端連接到一起后再和第二臺(tái)直流濾波電容器⑶2的負(fù)極端連接到一起；CD1的負(fù)極端和CD2的正極端連接到一起作為所述的新型多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端N ;三個(gè)濾波電容支路^)R1/C1/R2/C2/R3/C3的一端分別連接到所述的新型多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端A/B/C，三個(gè)濾波電容支路(6)R1/C1/R2/C2/R3/C3的另一端連接到一起接到所述的新型多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端N ;三個(gè)限流電阻RA/RB/RC分別并聯(lián)于三相接觸器JZ的三組常開觸點(diǎn)兩端。如圖2所示，每個(gè)變流臂包括若干個(gè)變流模塊(7)，所有變流模塊采用串聯(lián)連接(一個(gè)變流模塊的正極端連接到另一個(gè)變流模塊的負(fù)極端)，形成一個(gè)正極端“ + ”和一個(gè)負(fù)極端“_，，。如圖3所示，每個(gè)變流模塊包括兩臺(tái)直流電容器(8)C1/C2、兩個(gè)箝位二極管(9)DC1/DC2、四個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)(10)S1/S2/S3/S4 和四個(gè)續(xù)流二極管(11)D1/D2/D3/D4。S1/S2/S3/S4分別與D1/D2/D3/D4形成反并聯(lián)連接。Cl的正極端和SI的集電極相連接；C2的負(fù)極端和S4的發(fā)射極相連接，作為變流模塊的負(fù)極端；C1/C2的另一端相連接并連接到DCl的陽(yáng)極和DC2的陰極；DC1的陰極連接到SI的發(fā)射極和S2的集電極；DC2的陽(yáng)極極連接到S3的發(fā)射極和S4的集電極；S2的發(fā)射極和S3的集電極相連接，作為變流模塊的正極端 “+，，。 本實(shí)用新型電路也可以變形為單相鏈?zhǔn)届o止同步補(bǔ)償器應(yīng)用，任何基于本實(shí)用新型電路所作的等效變換電路，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種多電平靜止同步補(bǔ)償器，其特征在于，該多電平靜止同步補(bǔ)償器包括第一組變流臂、第二組變流臂、第一組濾波電抗器、第二組濾波電抗器、第一直流濾波電容器、第二直流濾波電容器、三個(gè)限流電阻、一個(gè)三相接觸器及三個(gè)濾波電容器支路；第一組變流臂和第二組變流臂分別由三臺(tái)變流臂組成，第一組濾波電抗器和第二組濾波電抗器分別由三臺(tái)濾波電抗器組成；第一組三臺(tái)變流臂的三個(gè)正極端連接到一起后再與第一直流濾波電容器的正極端連接到一起；第一組三臺(tái)變流臂的三個(gè)負(fù)極端分別連接到第一組三臺(tái)濾波電抗器的一端，第一組三臺(tái)濾波電抗器的另一端分別與第二組三臺(tái)濾波電抗器的一端以及三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的一端連接到一起，第二組三臺(tái)濾波電抗器的另一端分別與第二組三臺(tái)變流臂的三個(gè)正極端連接到一起，三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的另一端作為所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端；第二組三臺(tái)變流臂的三個(gè)負(fù)極端連接到一起后再與第二直流濾波電容器的負(fù)極端連接到一起；第一直流濾波電容器的負(fù)極端和第二直流濾波電容器的正極端連接到一起作為所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端；三個(gè)濾波電容支路分別由一個(gè)濾波電容器和一個(gè)電阻器串聯(lián)而成，三個(gè)濾波電容支路的電阻器端分別連接到所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的三相交流相線端，三個(gè)濾波電容支路的濾波電容器端連接到一起后再接到所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器的交流零線端；三個(gè)限流電阻分別并聯(lián)在三相接觸器的三組常開觸點(diǎn)的兩端。
2.如權(quán)利要求I所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器，其特征在于，其中所述的變流臂，包括多個(gè)變流模塊，多個(gè)變流模塊采用串聯(lián)連接形成一個(gè)正極端和一個(gè)負(fù)極端。
3.如權(quán)利要求2所述的多電平靜止同步補(bǔ)償器，其特征在于，其中所述的變流模塊包括第一直流電容器、第二直流電容器、第一箝位二極管、第二箝位二極管、第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)、第四半導(dǎo)體開關(guān)、第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管；所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管的陰極相連接，所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)、第二半導(dǎo)體開關(guān)、第三半導(dǎo)體開關(guān)和第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極分別與所述的第一續(xù)流二極管、第二續(xù)流二極管、第三續(xù)流二極管和第四續(xù)流二極管的陽(yáng)極相連接；所述的第一直流電容器的正極端與所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接；所述的第二電容器的負(fù)極端與所述的第四半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極相連接，作為變流模塊的負(fù)極端；所述的第一直流電容器的負(fù)極端與第二直流電容器的正極端相連接后再連接到所述的第一箝位二極管的陽(yáng)極和第二箝位二極管的陰極，第一箝位二極管的陰極連接到所述的第一半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和第二半導(dǎo)體開關(guān)的集電極，第二箝位二極管的陽(yáng)極連接到所述的第三半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極和第四半導(dǎo)體開關(guān)的集電極，第二半導(dǎo)體開關(guān)的發(fā)射極與第三半導(dǎo)體開關(guān)的集電極相連接后作為變流模塊的正極端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種多電平靜止同步補(bǔ)償器，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域。本多電平靜止同步補(bǔ)償器包括第一組變流臂、第二組變流臂、第一組濾波電抗器、第二組濾波電抗器、第一直流濾波電容器、第二直流濾波電容器、三個(gè)限流電阻、一個(gè)三相接觸器及三個(gè)濾波電容器支路。本實(shí)用新型的同步補(bǔ)償器可以使用電壓等級(jí)較低、價(jià)格較低的IGBT器件來(lái)實(shí)現(xiàn)高壓應(yīng)用時(shí)的不平衡負(fù)荷補(bǔ)償，因此使得整個(gè)裝置成本較低。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202797973SQ20122049381
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者劉思穎 申請(qǐng)人:劉思穎