高性能串联型三相交流电压调节装置的研究
串联型电能质量控制器注入电压的研究
摘要：串联型电能质量控制器(SPQC)通过向系统电压中串联一个电压源来调节用户侧电压质量。
当系统电压发生电压跌落、浪涌、不平衡现象或电压中含有谐波时，使用SPQC可以获得更高的效率。
文中对系统电压不平衡条件下SPQC注入电压的特性进行了研究, 提出了优化控制的几个目标，在此基础上对三相三线制和三相四线制非平衡电压跌落的补偿进行了研究，并以三相四线制系统为例，提出了优化补偿电压的算法。
仿真结果很好地证明了理论分析的正确性。
关键词：电能质量；电压不平衡；电压跌落；串联电能质量控制器1 引言串联型电能质量控制器(SPQC)可以有效地解决系统电压质量问题[1,2]。
这些问题包括：电压跌落、浪涌、闪变和谐波。
SPQC的典型结构如图1所示，根据其不同的结构，它可以补偿各种系统电压故障、消除谐波及注入零序电压等。
由于串联装置只需要补偿系统电压的畸变部分，大部分能量还是直接由系统提供给负载，所以，它们通常具有很高的效率[3]。
DVR（Dynamic Voltage Restorer）就是串联型装置中的一种。
为了提高补偿效率，减少储能单元的容量，很多文献都对DVR的能量优化注入进行了分析[3,4]。
在单相DVR中，可以用电压矢量来描述系统的电压跌落，并根据该矢量来实现各种控制目标的优化[5]。
在三相系统中，由于三相电压跌落的性质复杂，通常伴随着相角的偏移，用一矢量来描述三相输入电压的情况比较困难。
文献[6]利用对称分量法对配电系统中出现的电压跌落进行分析，寻求跌落的一些规律，得到了电压跌落过程中利用一矢量表征三相跌落的方法。
但是，该方法仅适用于理论研究。
在实际工程应用中，由此矢量求三相故障电压时，需要了解系统结构和故障类型，这是有一定困难的。
文献[3,4]采用对称分量法对能量优化进行了分析。
在分析中，作者用系统故障电压的正序来确定补偿电压。
但是在分析时，作者忽略了零序和负序电压对注入电压的影响，直接把DVR输出电压的极限等效成正序图中补偿电压的极限，使计算出来的补偿电压和实际需要的补偿电压存在一定的误差。
三相交流调压的作用
三相交流调压的作用
三相交流调压是一种电力控制技术，主要用于调节交流电的电压。
其原理基于电感和电容的特性，通过改变电感与电容的容值比例，可以得到不同电压等级，从而实现电压的调节。
三相调压器是一种简单有效的电气控制设备，具有体积小、输出电压稳定、响应速度快等优点，被广泛应用于各个领域。
在实际应用中，三相交流调压的作用主要体现在以下几个方面：
1. 调节电压：通过调整输入电压，控制输出负载电路的电压和电流，以满足不同设备对电压和电流的需求。
2. 节能降耗：通过调节输入电压，达到预期的功率需求，避免能源浪费。
3. 试验设备：在电气试验过程中，经常需要对电压和电流进行调整，而三相调压器可以满足试验的各种要求。
4. 安全保护：在某些情况下，如设备过载或短路，三相调压器可以自动调节电压和电流，以保护设备和人员安全。
在使用三相交流调压器时，需要注意一些注意事项，以确保安全和有效使用。
例如，要严格按照操作说明进行调试和连接，调节电压时应遵循从小到大、从慢到快的原则，并注意安全防护措施。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
三相交流调压电路实验实验报告
三相交流调压电路实验实验报告实验日期：2021年11月1日实验地点：XXX实验室一、实验目的1.了解三相交流电路的基本特点。
2.掌握三相交流调压电路的组成及原理。
3.掌握三相半波可控整流电路及三相全波可控整流电路的调压方法。
二、实验器材1.三相交流电源模块。
4.示波器。
5.直流电压表。
6.多用表。
7.接线板及导线。
三、实验原理三相电路是指电压或电流具有三个相位、相互相位差相等、频率相等的交流电。
三相交流电源是工业中最常用的电源形式。
三相交流电路具有以下特点:(1)电源电压稳定，电流平衡分配。
(2)发电机功率密度高，体积小，重量轻。
(3)运行平稳可靠，可实现无级调速。
(4)经济性高，在运输、建设、运行费用方面有一定优势。
2.三相半波可控整流电路半波可控整流电路是一类基础的电力电子电路，可以将交流电变成脉动的直流电。
三相半波可控整流电路由三个半波可控整流单元组成。
通过控制晶闸管的导通，实现输出电压的控制。
四、实验步骤2.连接多用表测量三相交流电源的电压。
3.连接示波器观测输出电压波形。
4.通过调节触发电路中的电压，调节输出电压大小。
5.记录输出电压大小及波形。
五、实验结果输出电压大小为12V，实验结果见图1。
六、实验分析此次实验通过搭建三相半波可控整流电路及三相全波可控整流电路，掌握了三相交流调压电路的组成及调压原理。
实验结果表明，三相半波可控整流电路与三相全波可控整流电路的实验结果大小略有差异，应注意控制输出电压的大小和稳定性，实现准确调压。
三相电力调整器工作原理
三相电力调整器工作原理
三相电力调整器是一种用于调整三相交流电相位的设备。
其工作原理主要是通过控制三相电的相位和幅值，以达到调整电力供应的目的。
三相电力调整器通常由三个相同的半导体开关器件构成，每个开关器件由一对反向并联的晶闸管组成。
通过控制每个开关器件的导通时间，可以控制三相电的相位和幅值。
具体操作步骤如下：
1、将需要调整的三相交流电接入三相电力调整器的输入端。
2、通过控制电路对三个开关器件进行控制，以实现三相电的相位和幅值的调整。
3、控制电路可以根据需要进行手动或自动控制。
手动控制可以通过操作面板或远程控制信号来实现；自动控制可以通过温度、压力等传感器以及PLC等设备来实现。
4、通过输出端子将调整后的三相交流电输出，以供负载使用。
总之，三相电力调整器的工作原理是通过控制开关器件的导通时间来调整三相电的相位和幅值，以达到电力供应的调整和优化。
一种高效双向混合三相电压型整流器控制方法[发明专利]
![一种高效双向混合三相电压型整流器控制方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/768bb03203020740be1e650e52ea551810a6c98c.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710753133.X(22)申请日 2017.08.29(71)申请人 华北科技学院地址 065201 河北省廊坊市三河市燕郊经济技术开发学院大街467号华北科技学院(72)发明人 邓永红 张全柱 马红梅 赵立永 孙英娟 雷旻 薛伟宁 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350代理人 汤东凤(51)Int.Cl.H02M 7/70(2006.01)H02M 7/797(2006.01)H02M 7/06(2006.01)H02M 3/158(2006.01)H02M 7/5387(2007.01)H02M 7/46(2006.01)(54)发明名称一种高效双向混合三相电压型整流器控制方法(57)摘要本发明公开了一种高效双向混合三相电压型整流器控制方法，其方法是对总输入和各自整流器输入的电流矢量，以及电网电压进行测量；根据混合三相电压型整流器中产生的电压矢量来产生未来电流的预测值；通过负载参考电流或检测负载电流，对负载有功功率进行估计，使用这些预测值来计算未来的有功功率和无功功率；对混合三相电压型整流器的目标参数进行综合寻优，使得各个参数朝目标最佳协调点的方向进行进化，从而是混合三相电压型整流器获得最优的综合性能指标。
本发明具有的能量存储功能，避免了能源的浪费，实现节能环保，提高了整个产品的控制和使用安全性能。
权利要求书1页 说明书6页 附图2页CN 107346948 A 2017.11.14C N 107346948A1.一种高效双向混合三相电压型整流器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在同一个控制系统下，以混合三相电压型整流器的精确模型为基础，对总输入和各自整流器输入的电流矢量进行测量；步骤二、根据混合三相电压型整流器中产生的电压矢量来产生未来电流的预测值；步骤三、通过负载参考电流或检测负载电流，对负载有功功率进行估计，使用这些预测值来计算未来的有功功率和无功功率；步骤四、对混合三相电压型整流器的目标参数进行综合寻优，使得各个参数朝目标最佳协调点的方向进行进化，从而是混合三相电压型整流器获得最优的综合性能指标。
串联型电能质量复合调节装置的补偿策略研究的开题报告
串联型电能质量复合调节装置的补偿策略研究的开题报告一、选题背景随着电力系统规模的不断扩大和电子设备的普及，电能质量问题越来越受到人们关注。
电能质量问题主要包括电压波动、闪变、谐波污染等，影响着电力系统的安全稳定运行和电子设备的正常使用。
为了改善电能质量，提高电力系统的供电质量，需要采用电力电子技术来进行补偿控制。
串联型电能质量复合调节装置是一种有效的电能质量补偿控制装置，它可以对电压波动、闪变、谐波污染等多种电能质量问题进行同时补偿，并能够具有快速响应和高效节能的特点。
因此，研究串联型电能质量复合调节装置的补偿策略具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、研究目的本研究的主要目的是针对串联型电能质量复合调节装置的补偿策略问题进行系统性的研究，找出合适的控制算法和策略，使得电能质量补偿效果更加显著；同时，结合实际应用场景，探索有利于提高装置性能的新型调节方法和策略。
三、研究内容1. 分析串联型电能质量复合调节装置的工作原理和补偿机制，深入了解各种电能质量问题对装置性能的影响；2. 综述目前常用的串联型电能质量复合调节装置补偿算法和策略，并提出研究思路和方向；3. 设计和优化串联型电能质量复合调节装置的补偿控制模型，研究其控制算法和策略，结合实际应用场景对算法进行实验验证和分析；4. 探索新型的串联型电能质量复合调节装置控制算法和策略，针对特定的电能质量问题进行优化和改进，提高装置性能和补偿效果；5. 对串联型电能质量复合调节装置的补偿效果进行仿真和实验分析，评价各种算法和策略的优劣，并提出进一步研究方向和建议。
四、研究意义1. 提高电力系统供电质量，改善电能质量问题，保障电力系统的安全稳定运行和电子设备的正常使用；2. 探索串联型电能质量复合调节装置控制算法和策略的新思路和新方法，推动电力电子技术的发展和应用；3. 为电力系统的智能化、高效节能、可持续发展等方向提供技术支持和保障。
五、研究方法本研究采用理论分析、数学建模、仿真计算、实验研究等方法，结合实际应用场景，进行系统性的研究和分析，寻求最优的补偿算法和策略。
三相逆变器交流电压稳压精度调节方法及装置[发明专利]
![三相逆变器交流电压稳压精度调节方法及装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5dfc0188ddccda38366bafc2.png)
专利名称：三相逆变器交流电压稳压精度调节方法及装置专利类型：发明专利
发明人：刘庆长,刘辉,李建国
申请号：CN201010250230.5
申请日：20100804
公开号：CN101917114A
公开日：
20101215
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种三相逆变器交流电压稳压精度调节方法，包括：获取三相逆变器直流母线的纹波差值；根据所述纹波差值，计算获得PWM调制量；根据所述PWM调制量，调节逆变电压调制脉宽占空比。
相对应地，还涉及了一种三相逆变器交流电压稳压精度调节装置。
本发明通过采集直流母线上的纹波差值，并根据纹波差值调节逆变电压调制脉宽占空比，实现UPS在不平衡或缺相市电输入的异步工作模式下逆变电压不再周期性的随母线的波动而变化，得到高质量和高稳压精度的逆变输出电压。
申请人：中兴通讯股份有限公司
地址：518057 广东省深圳市南山区高新技术产业园科技南路中兴通讯大厦法务部
国籍：CN
代理机构：深圳市世纪恒程知识产权代理事务所
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高可靠性三相多功能并网变换器研究
01HRTMGC的拓扑结构并网微电网中HRTMGC拓扑结构如图1所示。
HRTMGC左侧的直流电压由可再生能源提供，此处理想化为2个相同的直流电源，它们两端的电压分别表示为u dc1和u dc2，且其对应的电压值为u dc1=u dc2=u dc/2。
变换器右侧是由L f和C s组成的LC滤波器。
u sa，u sb，u sc是三相电网电源，V1-V8是8个IGBT，TR1-TR4是4个双向晶闸管开关。
其中V1-V6构成正常工作状态下的三相六开关变换器，V7-V8是备用的功率开关器件。
因此，V1-V8与TR1-TR4一起构成HRTMGC的重构拓扑。
图1 并网微电网中的HRTMGC拓扑结构Fig.1 The topology of HRTMGC in grid-connected microgrid在HRTMGC正常并网运行时，V7-V8并不导通，TR1、TR2和TR4也都关闭，TR3一直处于开通状态。
若故障发生，故障诊断模块便将检测到的故障信号输出至拓扑重构模块。
控制算法包括谐波抑制算法和PQ控制算法。
此外，故障发生时，控制模块须将控制信号输送至拓扑重构模块，再对脉冲信号进行重置。
在HRTMGC正常运行时，控制系统只需进行谐波检测与PQ控制，保持HRTMGC的稳定运行。
02HRTMGC的重构策略HRTMGC正常运行时，V7-V8组成的备用相w并不参与系统运行。
当HRTMGC出现开路故障，故障诊断模块就会快速诊断出故障信息，当接收到故障信号，系统便通过控制TR1-TR4的开断来实现拓扑的重构，从而使电路恢复正常稳定运行。
2.1 HRTMGC的开路故障诊断在图1所示的拓扑结构中，HRTMGC的6个IGBT的开关函数可以表示为式中：x∈{a, b, c} 分别代表三相桥臂。
abc三相桥臂中点与直流侧中点之间的电压u x o可表示为当变换器正常工作时，a，b，c三点的电压关系为结合式（3）（4），把直流侧中点与LC滤波器中点之间的电压u on作为本文研究的重点，并简称其为中点电压，即变换器共有6个开关管，因此可能发生的单管故障情况共有6种，本文以V1管故障为例进行故障特征分析。
基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术研究
基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术研究电网无功电压调节技术是电力系统中的关键技术之一，它对于维持电网稳定运行、提高电网供电质量具有重要作用。
而基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术作为一种有效的调节手段，在电力系统中得到了广泛应用。
本文将就基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术进行探讨与研究。
首先，我们将详细介绍基于串联电容器装置的调压技术的原理和工作方式。
基于串联电容器装置的无功电压调节技术是通过调节串联电容器的电容值来实现电网无功电压的调节。
在实际应用中，根据电网的负载情况和电压需求，可以通过增减串联电容器数量或改变电容值的方式，实现对电网无功电压的调节。
通过合理的调节，可以使电压保持在合适的范围内，提高电网的供电质量。
其次，我们将讨论基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术的优势和应用场景。
相比其他的无功电压调节技术，基于串联电容器装置的技术具有调节速度快、响应灵敏、成本低廉等优点。
该技术适用于变电站、发电厂、配电网等电力系统中，尤其在电网电压波动较大的地区，通过合理应用该技术可以有效改善电网的供电稳定性和电压质量。
接着，我们将探讨基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术的局限性和挑战。
尽管该技术具有很多优点，但也存在一些问题需要解决。
例如，在应用过程中可能会出现电容器过载、过热等问题，需要对电容器的选用和设计进行充分考虑。
此外，在调节过程中需考虑电容器与负载的匹配、电网波动的预测等问题，以确保调节效果的稳定性和可靠性。
最后，我们将展望基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术的发展方向和前景。
当前，随着电力系统的智能化和可持续发展的要求，基于串联电容器装置的电网无功电压调节技术也在不断发展和完善。
未来，我们可以预见该技术将更加智能化、自动化，利用先进的控制算法和装置，实现对电网无功电压的精确调节。
同时，我们可以预测该技术将在电力系统中得到更广泛的应用，为电力系统的安全稳定运行和电网质量的提升做出更大的贡献。
三相全控桥式整流电路实验报告doc
三相全控桥式整流电路实验报告篇一：实验一、三相桥式全控整流电路实验实验一、三相桥式全控整流电路实验一、实验目的1. 熟悉三相桥式全控整流电路的接线、器件和保护情况。
2. 明确对触发脉冲的要求。
3. 掌握电力电子电路调试的方法。
4. 观察在电阻负载、电阻电感负载情况下输出电压和电流的波形。
二、实验类型本实验为验证型实验，通过对整流电路的输出波形分析，验证整流电路的工作原理和输入与输出电压之间的数量关系。
三、实验仪器1．MCL－III教学实验台主控制屏。
2．MCL—33组件及MCL35组件。
3．二踪示波器 4．万用表 5．电阻（灯箱）四、实验原理实验线路图见后面。
主电路为三相全控整流电路，三相桥式整流的工作原理可参见“电力电子技术”的有关教材。
五、实验内容和要求1. 三相桥式全控整流电路2. 观察整流状态下，模拟电路故障现象时的波形。
实验方法：1．按图接好主回路。
2.接好触发脉冲的控制回路。
将给定器输出Ug接至MCL-33面板的Uct端，将MCL-33 面板上的Ublf接地。
打开MCL-32的钥匙开关，检查晶闸管的脉冲是否正常。
（1）用示波器观察MCL-33的双脉冲观察孔，应有间隔均匀，相互间隔60的幅度相同的双脉冲。
（2）检查相序，用示波器观察“1”，“2”单脉冲观察孔，“1”脉冲超前“2”脉冲60，则相序正确，否则，应调整输入电源。
3．三相桥式全控整流电路（1）电路带电阻负载（灯箱）的情况下：调节Uct（Ug），使?在30o~90o范围内，用示波器观察记录?=30O、60O、90O 时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并用万用表记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。
ou??= 30°uuia?tOuab=30O?ti a?=90O?tuuabacOuabuac??= 60°u（2）电路带阻感负载的情况下：在负载中串入700mH 的电感调节Uct（Ug），使?在30o~90o范围内，用示波器观察记录?=30O、60O、90O时，整流电压ud=f（t），晶闸管两端电压uVT=f（t）的波形，并用万用表记录相应的Ud和交流输入电压U2数值。
三相不平衡调节装置技术方案讲解
三相不平衡调节装置方案1 产品研发背景目前，在国家电网公司中、低压配电网系统中，存在着大量的单相、不对称、非线性、冲击性负荷，三相负荷系统是随机变化的，这些负荷会使配电系统产生三相不平衡，三相负荷不平衡会导致供电系统三相电压、电流的不平衡，引起电网负序电压和负序电流，影响供电质量，进而增加线路损耗，降低供电可靠性。
三相不平衡治理装置是专门针对上述问题而研发的一款产品，不同于传统的治理装置，它融合了半导体器件与接触器开关的优点，能够避免接触器开关在负荷投切瞬间产生的较大涌流和开通、关断时间间隔长的问题,使负载用户在负载换相投切过程中可正常供电；也能避免半导体器件长期运行带来的发热问题。
配网三相不平衡治理装置的应用，将大幅提高配网运行稳定性和智能化，可对国网公司提出的建设坚强智能电网的要求起到很好的支撑作用。
2 产品技术参数三相不平衡调节装置系统参数装置标准配置主控制器*1+换相开关*9接线方式三相四线制工作状态正常运行，故障报警，电源供电冷却方式自然散热噪声≤65dB控制器供电电源220V/50Hz，40W采样精度≤1%通讯接口GPRS/RS485绝缘电阻﹥1MΩ绝缘强度2000V AC，60s外壳防护等级IP54机械尺寸400*350*150(宽*高*深)mm重量10kg环境温度-25~45℃环境湿度0~95%，无凝露海拔≤1000m换相开关额定电压AC380V额定频率50Hz额定电流100A最大允许电流150A换相时间≤10ms通讯接口GPRS/RS485绝缘电阻﹥1MΩ绝缘强度2000V AC，60s外壳防护等级IP54机械尺寸250*500*200(宽*高*深)mm 重量15kg环境温度-25~45℃环境湿度0~95%，无凝露海拔≤1000m3 技术方案3.1总体方案三相不平衡调节装置主要由主控制器与换相开关组成。
主控制器是整个装置的控制核心，换相开关是装置的执行机构，它们之间通过GPRS无线通讯进行信息交互，相互配合完成对配网三相不平衡问题的治理。
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图 5 电源电压不对称波动时仿真输出电压波形图
图 6 电源电压畸变 时仿真输出电压波形图
我们还对系统进行了实验研究。实验结果如图 7 所示。
图 4 电源电压对称波动时仿真输出电压波形图
图 5 中, 串联变压器次级补偿电压的幅值放大 3 倍, 给定负载 相电压峰值为 310V, A 相电源 电压为 350V, B 相电源电压为 270V, C 相电源电压为 310V。 这时补偿电压与电源电压存在相位差, 负载电压基本 为对称正弦波。图 6 中, 电源 A、B、C 相电压基波峰 值为 310V, 与峰值为 50V 的 5 次谐波叠加。补偿电 压峰值放大 3 倍。这时, 交流电压调节器相当于谐波 电压源, 负载电压为对称正弦波。从以上仿真结果可 以看出, 当电源电压对称波动、不对称波动和发生畸 变时, 采用电压空间矢量 PWM 控制方式, 负载电压 基本是对称正弦波形, 系统输出电压的响应时间小于 5ms, 响应速度快。
2 系统的工作原理
高性能的串联型三相交流电压调节装置一般采 用全控型功率元件, 其主电路结构如图 1 所示。逆变 器通过三相变压器组联接于交 流电源和负载 之间。 逆变器采用三相桥式电压 源结构。由 电感 Lf 和 Cf 组成低通滤波器以滤除逆变器开关谐波。为对交流 电源的欠压或过压进行补偿, u dc应为可逆直流稳压 电源。通过调节三相逆变器输出电压的幅值和相对 交流电源的相位, 该装置可以实现输出到负载电路的
仿真所用的各参数如下: 直流电压为 500V, 采样 频率为 10kHz, 二级 滤波器中电感为 25mH , 电容为 3LF , 变压器变比为 4, 仿真波形如图 4、5、6。图中, u1a 、u 1b和 u 1c 为负载侧相电压, usa 、usb 和 usc 为电源 相电压, u ref a、u ref b 和 u ref c 为给定负载相电压, ucom a、 ucom b和 u comc 为串联变压器次级相补偿相电压。
( a) 逆变器 输出线电压波形 ( b) 负载相电压波形和电源相电 压波形
图 7 实验波形
实验参数如下: 直流电 压为 600V, 采样频率 为 5kHz, 二阶滤波器中电感为 25mH, 电容为 3LF, 变压 器变比为 4。
ห้องสมุดไป่ตู้
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5 电力电子技术6 1999 年第 6 期 1999. 12
5结论
本文提出一种基于电压空间矢量的高性能交流 电压调节装置, 系统的容量取决于电源电压波动的幅 值, 能够远低于负载容量。文中分析了电压空间矢量 PWM 技术的实现方法, 阐明该方法能够用于调节交 流电源电压的各种变化。通过直接检测负载电压可 以构成负载电压闭环控制系统, 构成的负载电压参考 波形与电源基波电压同步, 能够保证交流电源调节器 以最小补偿容量补偿电源电压的对称波动。适当提 高采样频率和逆变器的开关频率, 可以减小滤波元件 的量值。通过仿真和实验研究, 证明该系统的响应速 度快, 负载电压波形好。
流电压, 可以分解出各次谐波, 对各次谐波分别求出
正序分量和负序分量, 再分别求取它们的电压空间矢 量。串联型三相交流调节装置的控制原理如图 2 所
示。对电压比较所得的偏差, 求出其电压空间矢量,
通过控制电路转换成逆变器的门控信号。门控信号
经过驱动电路后, 控制开关元件。逆变器输出叠加到 电网, 使负载上获得三相对称、幅值可调的交流正弦
叙词: 仿真/ 交流电压调节器 电压空间矢量 Keywords: simulation; AC voltage regulator; voltage space vector
1引言
现在, 我国某些电网供电质量比较差, 电网电压 波动范围比较大, 三相交流电源存在严重的不对称, 由大功率非线性负载产生的谐波电流引起电源电压 畸变也比较严重。这些对敏感性负载, 可能导致严重 后果。研究能够调节电压波动、补偿三相电压的不对 称分量和谐波电压的交流电压 调节装置是必 需的。 目前, 高性能交流稳压装置主要采用交流 PWM 斩波 方式、双 PWM 变换器方 式或串联电 压源方式 等方 案。文献[ 1] 提出联结于电源和负载之间采 用交流 PWM 斩波方式的电压调节装置, 其容量一般大于负 载容量。文献[ 2] 提出采用双 PWM 变换器方式的电 压调节装置。它所采用的开关元器件数量较多, 开关 器件应力较大, 需要输入和输出滤波器, 控制策略复 杂。文献[ 3] 采用串联电压源方式的电压调节装置。 其采用三相变压器将补偿装置串联于交流电源和负 载之间, 可以降 低开关元件的 容量和开关应力。因 此, 本文将深入研究串联型三相电压补偿装置的工作 原理和控制方法。
T 1/ 2 ] v[ V( 0) , T 0/ 4 ]
当偏差电压矢量位于其他区间时, 求取控制信号
方法同上。根据偏差电压空间矢量对应角的正弦和
余弦值, 可以确定其所处区间和应采用的非零电压矢 量, 如表 1 所示。
表 1 逆变器开关方式的选择
s inH
[ 0, 3/ 2) [ 3/ 2, 1] [ 0, 3/ 2) [ - 3/ 2, 0) [ - 1, - 3/ 2) [ - 3/ 2, 0)
式中
m=
|
| Ve| V ( k ) |
3/ 2
各电压矢量 的发出顺序和作用时间为:
[ V( 0) , T 0/ 4 ] v [ V( 1) , T 1/ 2 ] v [ V( 3) , T 2/ 2 ] v[ V( 7) , T 0/ 2 ] v [ V( 3) , T 2/ 2 ] v[ V( 1) ,
电压幅值调节和无功功率补偿。通过注入相同幅值 和相反相 位的电压, 它还可以补 偿三相电源的 不平 衡。
图 1 串联型交流电压调节装置主电路结构图
对三线三相交流电源相电压的瞬时值, 电压空间
矢量可定义为:
V= ua + Aub + A2 uc
( 1)
式中 A= - 1/ 2+ j 3/ 2
对角频率为 X 的三线三 相对 称纯正 弦交流 电
5 电力电子技术6 1999 年第 6 期 1999. 12
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高性能串联型三相交流电压调节装置的研究X
Research on High Performance Series T hree- Phase AC Voltag e Regulator
哈尔滨工业大学 刘汉奎 顾建军 徐殿国 王 炎 ( 哈尔滨 150001)
针对电压偏差矢量所处的区间, 采用其邻近的两
个逆变器输出电压矢量和两个零矢量去逼近。由功
率元件开关频率限制及运算周期决定检测和控制周
期。图 3 中, 偏差电压空间矢量位于区间 Ñ, 采用矢
量 1、3、0 和 7 逼近它。对采样控制周期 T , 则矢量 1
的作用时间 T 1、矢量 3 的作用时间 T 2 和零 矢量的 作用时间 T 0 分别为:
高性能串联型三相交流电压调节装置的 研究
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串联变压器的位置决定了其原边( 逆变器侧) 不 能开路。逆变器输出的最大电压矢量限制在输出电 压矢量端点构成的六边形内。这要求合理选择直流 侧电压值和串联变压器的变比, 以保证负载电压的调 节范围。
4 仿真和实验研究
借助 Matlab 的仿真工具 Sim ulink, 对系 统进行 了仿真研究。为仿真电源电压突变和电源电压不对 称时负载电压的变化情况, 在三相电源电压中加入跃 变。
压:
ua = U msin Xt
ub = U msin( Xt - 2p / 3)
( 2)
uc = U msin( Xt + 2p / 3)
其合成电压空间矢量为:
V=
3 2
U m e j( Xt- P/ 2)
( 3)
这是一个初始角度为- P/ 2, 幅值为- Um3/ 2, 角 频率为 X 的旋转矢量。对三线三相不对称纯正弦交
X 本课题由深圳市华为通信股份有限公司资助
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流电源, 其各项电压:
ua = U am sin( Xt - Ha )
ub = Ubmsin( Xt - Hb)
( 4)
uc = Ucmsin( Xt - Hc)
采用对称分量变换, 可以将其分解成正序分量和
电压。为实现复杂电压调节, 逆变器应能输出极性可
变的三相交流电压。而为补偿交流电压畸变和不平
衡, 逆变器还应能输出任意不对称的三相交流电压。
图 3 电压空间矢量 P WM 控制技术原理图
逆变器输出非零电压空间矢量的幅值为:
| V( k ) | = U DC( k = 1, 2 ,6)
( 6)
式中 U DC ) ) ) 直流电压值
摘要: 分析了串联型三 相交流电压调节装置的工作原理, 提 出了采 用电压 空间矢量 的闭环 控制方 法及系 统控 制电路结构图, 并对系统进行了仿真和实验研 究。结 果表明, 所 提出的 控制方 法能够补 偿电网 电压的 对称和 不对 称波动及谐波分量, 系统的 响应速度快。
Abstract: T he operating theory of ser ies three- phase A C voltage r egulator is analyzed in this paper . A closed- loop compensating met hod based on voltage space vector and the control circuit configur at ion ar e proposed. T he system is tested through simulation and exper iment. T he simulation and ex perimental results show that the proposed control strategy can compensate balanced, unbalanced change and har monic component of the A C po wer, and the r espond speed is fast.