一種可擴(kuò)展容量的三相h橋電流源statcom裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，包括三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊，產(chǎn)生PWM信號的控制電路，濾波電路和負(fù)載，其中，H橋電流源逆變功率模塊由1個(gè)或者多個(gè)H橋電流源逆變電路并聯(lián)組成，可擴(kuò)展逆變器容量。本發(fā)明的電流型逆變器由于在其直流供電側(cè)連接大電感，在維持電流方向不變的情況下，H橋的兩個(gè)橋臂可通過開關(guān)順序改變輸出電流方向，所以很容易實(shí)現(xiàn)功率的雙向變換。
【專利說明】—種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在國內(nèi)和國外所投入使用的靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)都是基于電壓源型逆變型，即通過直流側(cè)電容提供電壓支撐的逆變器，通過控制逆變器輸出電壓與系統(tǒng)電壓間的電壓差使STATCOM吸收或發(fā)出無功，從而達(dá)到無功調(diào)節(jié)的目的。電壓源逆變器易過流、裝置發(fā)生短路時(shí)容易引起電網(wǎng)波動(dòng)閃變等故障、補(bǔ)償容量不容易擴(kuò)展。對于變換器的啟動(dòng)，電壓源型逆變器需要額外的啟動(dòng)限流電路或啟動(dòng)充電電路。電流源型逆變器由于交流電容器的存在，功率半導(dǎo)體器件不會承受較高的電壓變化率，而電壓源型逆變器如不采取一定的保護(hù)措施，可能產(chǎn)生較高的電壓變化率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，通過直流側(cè)的電感控制電流使STATCOM吸收和發(fā)出無功，達(dá)到調(diào)節(jié)無功的目的。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，包括三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊，控制電路，濾波電路和負(fù)載；所述每個(gè)H橋電流源逆變功率模塊由I個(gè)或者多個(gè)H橋電流源逆變電路并聯(lián)組成；所述三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊的輸出與三相電網(wǎng)并聯(lián)；所述三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊均接入控制電路；所述控制電路用于產(chǎn)生PWM信號；所述濾波電路由三個(gè)電容組成，三個(gè)電容分別并聯(lián)在三相電網(wǎng)上；所述負(fù)載并聯(lián)在三相電網(wǎng)上。
[0005]前述的每個(gè)H橋電流源逆變電路由4個(gè)無寄生二極管的IGBT功率器件構(gòu)成，所述每個(gè)IGBT功率器件的門極驅(qū)動(dòng)信號分別連接到控制電路的PWM信號輸出端口，所述每個(gè)H橋電流源逆變電路的直流側(cè)連接一個(gè)電感。
[0006]前述的H橋電流源逆變功率模塊的中性點(diǎn)和濾波電路的中性點(diǎn)相連，構(gòu)成三相三線制H橋電流源STATCOM裝置。
[0007]前述的H橋電流源逆變功率模塊的中性點(diǎn)、濾波電路的中性點(diǎn)、負(fù)載的中性點(diǎn)和電網(wǎng)的中性點(diǎn)相連，構(gòu)成三相四線制電流源STATCOM裝置。
[0008]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)為:
1)電流型逆變器由于在其直流供電側(cè)連接大電感，在維持電流方向不變的情況下，H橋的兩個(gè)橋臂可通過開關(guān)順序改變輸出電流方向，所以很容易實(shí)現(xiàn)功率的雙向變換；
2)每個(gè)H橋電流源逆變功率模塊可由多個(gè)H橋電流源逆變電路并聯(lián)組成，容量擴(kuò)展非常方便，在工程實(shí)施上可根據(jù)負(fù)荷情況分期投入；
3)電流型逆變器因自身等效為電流源，不會發(fā)生短路及過流等故障，因此電流型逆變器不存在過流和短路保護(hù)，而一般的電壓型逆變器器則較為困難?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]圖1本發(fā)明的三相三線制H橋電流源STATCOM裝置示意圖；
圖2為本發(fā)明的三相四線制H橋電流源STATCOM裝置示意圖；
圖3為本發(fā)明單個(gè)H橋電流源逆變電路示意圖；
圖4為本發(fā)明若干個(gè)H橋電流源逆變電路并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0011 ] 本發(fā)明的H橋電流源STATCOM裝置包括三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊，產(chǎn)生PWM信號的控制電路，濾波電路和負(fù)載。
[0012]如圖4所示，每個(gè)H橋電流源逆變功率模塊由I個(gè)或者多個(gè)H橋電流源逆變電路并聯(lián)組成，如圖3所示，每個(gè)H橋電流源逆變電路由4個(gè)無寄生二極管的IGBT功率器件構(gòu)成，每個(gè)IGBT功率器件的門極驅(qū)動(dòng)信號分別連接到控制電路的PWM信號輸出端口，每個(gè)H橋電流源逆變電路的直流側(cè)連接一個(gè)電感L。如圖1和圖2中，三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊各由I個(gè)H橋電流源逆變電路組成，逆變功率模塊A的H橋電流源逆變電路由IGBT功率器件Tal，IGBT功率器件Ta2，IGBT功率器件Ta3和IGBT功率器件Ta4組成H橋，并且四個(gè)IGBT功率器件的門極驅(qū)動(dòng)信號均接入控制電路的PWM信號輸出端口，逆變電路的直流供電側(cè)連接電感L ;逆變功率模塊B的H橋電流源逆變電路由IGBT功率器件Tbl，IGBT功率器件Tb2，IGBT功率器件Tb3和IGBT功率器件Tb4組成H橋，并且四個(gè)IGBT功率器件的門極驅(qū)動(dòng)信號均接入控制電路的PWM信號輸出端口，逆變電路的直流供電側(cè)連接電感L ;逆變功率模塊C的H橋電流源逆變電路由IGBT功率器件Tcl，IGBT功率器件Tc2，IGBT功率器件Tc3和IGBT功率器件Tb4組成H橋，并且四個(gè)IGBT功率器件的門極驅(qū)動(dòng)信號均接入控制電路的PWM信號輸出端口，逆變電路的直流供電側(cè)連接電感L。多個(gè)H橋電流源逆變電路并聯(lián)可擴(kuò)展逆變器容量。三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊的輸出與三相電網(wǎng)并聯(lián)。
[0013]濾波電路由三個(gè)電容組成，如圖1和圖2中的電容Cl，電容C2和電容C3，三個(gè)電容分別并聯(lián)在三相電網(wǎng)上。濾波電路可以濾波逆變功率模塊產(chǎn)生的諧波電流，同時(shí)為中線電流提供回路。
[0014]負(fù)載并聯(lián)在三相電網(wǎng)上。
[0015]本發(fā)明中，將H橋電流源逆變功率模塊的中性點(diǎn)01和濾波電路的中性點(diǎn)02相連，可以構(gòu)為三相三線制H橋電流源STATCOM裝置，如圖1所示。
[0016]將H橋電流源逆變功率模塊的中性點(diǎn)01、濾波電路的中性點(diǎn)02、負(fù)載的中性點(diǎn)03和電網(wǎng)的中性點(diǎn)04相連，可以構(gòu)成三相四線制電流源STATCOM裝置，如圖2所示。
[0017]本發(fā)明的工作原理是:
控制電路檢測負(fù)載和STATCOM三相電流，通過計(jì)算產(chǎn)生指令電流，并且發(fā)出功率模塊的P麗信號。
[0018]H橋電流源逆變功率模塊直流側(cè)采用大電感，當(dāng)STATCOM輸出電流為Id時(shí)，開通IGBT功率器件TaU Ta4, IGBT功率器件Tbl、Tb4，IGBT功率器件TcU Tc4,電網(wǎng)通過IGBT功率器件向電感L充電。[0019]當(dāng)STATCOM輸出電流為-1d時(shí)，開通IGBT功率器件Ta2、Ta3，IGBT功率器件Tb2、Tb3，IGBT功率器件Tc2、Tc3，電網(wǎng)通過IGBT功率器件向電感L充電。
[0020]當(dāng)STATCOM輸出電流從Id變?yōu)镺時(shí)，開通IGBT功率器件Tal、Ta3，IGBT功率器件Tbl、Tb3，IGBT功率器件Tcl、Tc3 ;當(dāng)STATCOM輸出電流從-1d變?yōu)镺時(shí)，開通IGBT功率器件Ta2、Ta4，IGBT功率器件Tb2、Tb4，IGBT功率器件Tc2、Tc4，電感L通過IGBT功率器件放電。
[0021]對于三相三線制電路，當(dāng)由于器件或者控制差異導(dǎo)致STATCOM發(fā)出的三相電流和不為零時(shí)，三相電流之和從STATCOM中性點(diǎn)流入濾波電路中性點(diǎn)，給電力提供通路。
[0022]對于三相四線制電路，三相STATCOM可以輸出不平衡電流來補(bǔ)償負(fù)載引起的電網(wǎng)電流不平衡。
【權(quán)利要求】
1.一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，其特征在于，包括三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊，控制電路，濾波電路和負(fù)載；所述每個(gè)H橋電流源逆變功率模塊由I個(gè)或者多個(gè)H橋電流源逆變電路并聯(lián)組成；所述三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊的輸出與三相電網(wǎng)并聯(lián)；所述三個(gè)H橋電流源逆變功率模塊均接入控制電路；所述控制電路用于產(chǎn)生PWM信號；所述濾波電路由三個(gè)電容組成，三個(gè)電容分別并聯(lián)在三相電網(wǎng)上；所述負(fù)載并聯(lián)在三相電網(wǎng)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，其特征在于，所述每個(gè)H橋電流源逆變電路由4個(gè)無寄生二極管的IGBT功率器件構(gòu)成，所述每個(gè)IGBT功率器件的門極驅(qū)動(dòng)信號分別連接到控制電路的PWM信號輸出端口，所述每個(gè)H橋電流源逆變電路的直流側(cè)連接一個(gè)電感。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，其特征在于，所述H橋電流源逆變功率模塊的中性點(diǎn)和濾波電路的中性點(diǎn)相連，構(gòu)成三相三線制H橋電流源STATCOM裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可擴(kuò)展容量的三相H橋電流源STATCOM裝置，其特征在于，所述H橋電流源逆變功率模塊的中性點(diǎn)、濾波電路的中性點(diǎn)、負(fù)載的中性點(diǎn)和電網(wǎng)的中性點(diǎn)相連，構(gòu)成三 相四線制電流源STATCOM裝置。
【文檔編號】H02M7/49GK104022670SQ201410268782
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】鄒積勇, 黃秋燕, 楊志, 楊立軍 申請人:威凡智能電氣高科技有限公司