专利名称：瞬时电压降补偿器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及对电网电压出现偏离正常工作情况作出响应的装置，尤其涉及一种瞬时电压降补偿器。
雷击或突发的短路故障会造成电网电压瞬时下降，这种瞬时电压降对计算机以及现代调速系统一类的高技术设备的安全运行危害很大，例如现代变频调速系统供电出现瞬时电压降会造成设备停车故障，产生大量废品或残次品，甚至可能严重损坏设备，采用不间断电源装置可以消除瞬时电压降不良影响，但是，不间断电源装置主要是用作电网电压掉电保护，其维持供电时间一般长于300秒以上，而用于消除持续时间在毫秒量级的瞬时电压降，其储存能量余量相对太多，存在体积大、成本高的明显不足。
本实用新型的目的是克服现有技术的不足提出一种瞬时电压降补偿器。
本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现。
这种瞬时电压降补偿器，包括桥式整流电路、储能电容和由逆变驱动电路与绝缘栅双极型晶体管组成的逆变电路，其特征之一是设有一电压叠加部件，它是逆变电路输出变压器的一个串联接入电网相线与负载组成的主回路中的次级绕组，该绕组的两端还跨接在一作为叠加工作开关的固态继电器的输出端；其特征之二是还设有一输入端接至电网的电网电压异常检测电路，该电路由两组电路组成，一组由衰减器、双极限电压比较器和鉴幅器级联组成，其输出端接至前述固态继电器的控制输入端，还同时接至正弦脉宽调制电路的控制输入端，另一组由同步电路、标准正弦波发生器和电压比较器级联组成，电压比较器的比较电压输入端接至一反相器输出端，该反相器的输入端接至前述衰减器的输出端，这一组电路的输出端经一差动放大器接至作为逆变工作开关电路的正弦脉宽调制电路，正弦脉宽调制电路的输出端接至逆变电路的控制输入端，逆变电路的输出部分反馈至差动放大器的一输入端。
本实用新型思新颖，设计合理，采用有源能量串联补偿方式，根据瞬时电压降持续时间为毫秒量级的特点，用储能电容释放的电能足以补偿电网发生的瞬时电压降，与不间断电源装置相比较，具有体积小、成本低、易维护等优点，一般而言，这种瞬时电压降补偿器的体积约占不间断电源装置的1/3～1/5，成本仅为不间断电源装置的1/3左右，可广泛应用于化纤、电子、钢铁、造纸等要求连续性生产的行业，尤其适用于现代调速系统、气体放电照明系统以及计算机应用系统等技术领域。
本实用新型有以下附图
图1是本实用新型的总体电路组成图；图2是图1中电网电压异常检测电路5、差动放大器6和正弦脉宽调制电路7的电路图。
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作出进一步的说明。
实施例 7千伏容量的瞬时电压降补偿器该瞬时电压降补偿器包括采用4×2CZ58整流桥的整流电路1、容量为0.016法拉的储能电容2和由采用2×HR065逆变驱动电路31与2×CM50DY-24H绝缘栅双极型晶体管32组成的逆变电路3，电压叠加部件4是逆变电路3输出变压器T的次级绕组L11，输出变压器T铁芯舌面积为100平方厘米，磁通密度10000高斯，初级绕组L0采用2组Φ2.2毫米漆包线绕制140匝，两端分别接至两绝缘栅双极型晶体管32的集电极，一次级绕组L11采用2.1×4.1毫米扁铜线绕制100匝作为电压叠加部件4，另一次级绕组L12采用Φ0.7毫米漆包线绕制100匝为后述的差动放大器6提供反馈电压。电压叠加部件4串联接入电网相线A与负载Z组成的主回路中，其两端还跨接在一作为叠加工作开关的固态继电器8的输出端，固态继电器8采用HS260ZK，输入端接至电网的电网电压异常检测电路5由两组电路组成，一组由采用阻值为800千欧的电阻R、阻值为24千欧的电阻R′的电阻衰减器51、采用LM339运算放大器的双极限电压比较器52和采用LM339运算放大器、后接开关三极管C2073的鉴幅器53级联组成，其输出端接至固态继电器8的控制输入端，还同时接至正弦脉宽调制电路71的与非门控制输入端，另一组由都采用LM324运算放大器的同步电路55、标准正弦波发生器56和采用LM258运算放大器的电压比较器57级联组成，电压比较器57的比较电压输入端接至也采用LM258运算放大器的反相器54的输出端，这一组电路的输出端经采用LM324运算放大器的差动放大器6接至正弦脉宽调制电路71，采用LM339运算放大器、后接与非门HEF4011的正弦脉宽调制电路71与采用LM339运算放大器、后接或非门TC4001的三角波发生器72共同组成控制逆变电路3工作的逆变工作开关电路7，正弦脉宽调制电路71的输出端接至逆变电路3的控制输入端，逆变电路3的输出由输出变压器T的次级绕组L12部分反馈至差动放大器6的一输入端，以保证逆变电路3输出的正弦波补偿电压U3稳定。
当电网电压U1正常时，电电压异常检测电路5的输出为零，固态继电器8的输出端将电压叠加部件4即逆变电路3的输出变压器T的次级绕组L11短路，不作电压叠加，负载电压U2等于电网电压U1，此时，逆变工作开关电路7也控制逆变电路3不工作，电网电压U1经整流电路1给储能电容2充电储能。
一旦电网电压U1发生瞬时电压降时，电网电压异常检测电路5的一路输出使固态继电器8的输出端将次级绕组L11接入电路，电压叠加部件4作电压叠加，同时使逆变工作开关电路7开启；另一路输出经差动放大器6使逆变工作开关电路7中的正弦脉宽调制电路71输出一串幅值恒定而脉宽大小不一的矩形脉冲调制波至逆变电路3，使其在这一特定的时间区段工作，将储能电容2上储存的电能释放转化为补偿电压U3与电网电压U1叠加后提供给负载Z，即负载电压U2＝U1+U3，等于正常电网电压。
电网电压异常检测电路5的工作过程是已发生瞬时电压降的电网电压U1经衰减器51衰减后，一路经过双极限电压比较器52送至鉴幅器53的输入端，由于其值小于设定的基准电压，从而使鉴幅器53输出高电平，一方面使固态继电器8控制电压叠加部件4作电压叠加，另一方面开通正弦脉宽调制电路71，使逆变电路3输出，经衰减后的另一路经反相器54送至电压比较器57作电网电压比较信号。电网电压U1还经同步电路55产生一串振荡周期为20毫秒、与电网电压50赫兹同步的矩形脉冲，再经标准正弦波发生器56转换成与电网电压同步的标准正弦波输出，然后与由反相器54送来的电网电压比较信号一起送至电压比较器57，该电压比较器57的输出即反映出电网电压U1瞬时降低的幅度，并以此正比例地控制后级的正弦脉宽调制电路71的输出脉冲宽度，从而实现以等量的补偿电压U3补偿电网电压U1的瞬时下降量，使负载电压U2保持基本恒定，有效地消除电网电压U1瞬时电压降的不良影响。
权利要求1.一种瞬时电压降补偿器，包括桥式整流电路、储能电容和由逆变驱动电路与绝缘栅双极型晶体管组成的逆变电路，其特征是1.1设有一电压叠加部件，它是逆变电路输出变压器的一个串联接入电网相线与负载组成的主回路中的次级绕组，该绕组的两端还跨接在一作为叠加工作开关的固态继电器的输出端；1.2还设有一输入端接至电网的电网电压异常检测电路，该电路由两组电路组成，一组由衰减器、双极限电压比较器和鉴幅器级联组成，其输出端接至前述固态继电器的控制输入端，还同时接至正弦脉宽调制电路的控制输入端，另一组由同步电路、标准正弦波发生器和电压比较器级联组成，电压比较器的比较电压输入端接至一反相器输出端，该反相器的输入端接至前述衰减器的输出端，这一组电路的输出端经一差动放大器接至作为逆变工作开关电路的正弦脉宽调制电路，正弦脉宽调制电路的输出端接至逆变电路的控制输入端，逆变电路的输出部分反馈至差动放大器的一输入端。
专利摘要一种瞬时电压降补偿器,采用释放转换储能电容能量以串联补偿持续时间为毫秒量级的电网瞬时电压降,它由整流电路、储能电容、逆变电路、电压叠加电路、电网电压异常检测电路、差动放大器、逆变与叠加工作开关电路组成,构思新颖,设计合理,与不间断电源装置相比较,具有体积小、成本低、易维护等优点,可广泛应用于化纤、电子、钢铁、造纸等要求连续性生产的行业,尤其适用于现代调速系统、气体放电照明系统以及计算机应用系统等技术领域。
文档编号H02J3/00GK2278301SQ9621998
公开日1998年4月8日 申请日期1996年9月3日 优先权日1996年9月3日
发明者伍家驹, 王牛保, 曾文锋 申请人:江西涤纶厂