专利名称：有源电力负载平衡控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机电领域，具体涉及ー种有源电カ负载平衡控制装置。
背景技术：
目前所使用的有源电カ负载平衡器，可以解决在电网回路中的负载无功、谐波问题的同时解决电网不平衡问题，能够达到不平衡度小于10%。但由于其主要为消除无功和谐波电流，因此只能在一些电网无功和谐波电流问题严重，允许不计成本的特定场合使用。如果采用直接消除因零线电流导致的电网不平衡的问题，使用的是是互相并连的三相逆变器和半桥逆变器，三相逆变器具有三个连接端，三个连接端与电网的三相连接，半桥逆变器与电网零线的连接端连接；控制电路具有连接到电网的检测端和连接到三相逆变器和半桥逆变器的驱动端。当检测到零线上的零线电流不为零时，驱动三相逆变器输入补 偿零序电流，同时，通过对零线电流的计算得到半桥逆变器需要向零线输入的补偿零线电流。这样，需要既对三相逆变器需要输入的零序电流进行计算，也需要对半桥逆变器需要输入的零线电流进行计算，较为繁琐，控制上较为复杂。
实用新型内容本实用新型提供了ー种有源电カ负载平衡控制装置，能够简化计算和控制，同时降低了成本。本实用新型提供了ー种有源电カ负载平衡控制装置，包括逆变主电路装置，其包括三相逆变器和额定电流大小相等的两个薄膜电容器组，其中，所述两个薄膜电容器组之间通过连接线串联，在所述连接线上设置与电网的零线连接的电线，串联后的所述两个薄膜电容器组与所述三相逆变器并联，所述三相逆变器的三个单臂分别连接到所述电网的三相；微处理控制器，其包括检测装置、计算装置和控制装置；其中，所述检测装置用于检测所述零线上产生的零线电流；所述计算装置用于接收所述零线电流，根据所述零线电流计算所述三相逆变器需要输出的补偿零序电流，所述补偿零序电流用于抵消所述电网的三相的零序电流；所述控制装置用于向所述三相逆变器发送控制信号；所述三相逆变器接收所述控制信号后向所述电网输出所述补偿零序电流，同时，所述两个薄膜电容器组共同向所述电网的零线注入ー个与所述零线电流大小相等方向相反的补偿电流；显示装置，其包括控制按钮和显示器，所述控制按钮用于控制所述微处理控制器，所述显示器用于显示所述微处理控制器当前的状态。在本实用新型各实施例中，优选地，每个所述薄膜电容器组的额定电流的大小大于或等于所述三相逆变器的单臂电流的I. 5倍。在本实用新型各实施例中，优选地，所述控制装置包括三相脉宽调制控制装置。在本实用新型各实施例中，优选地，进ー步包括放大装置，其用于将所述控制装置发送的控制信号放大，并将放大后的所述控制信号发送至所述三相逆变器。[0012]在本实用新型各实施例中，优选地，所述检测装置包括零线电流互感器或零序电流互感器；其中，当包括所述零线电流互感器时，所述零线电流互感器以电磁方式检测所述电网的零线电流；当包括所述零序电流互感器吋，所述零序电流互感器以电磁方式检测所述电网的三相的零序电流，零序电流的大小与所述零线电流的大小相同。通过本实用新型提供的各实施例，能够带来一下至少ー个有益效果I.通过将现有技术的半桥逆变器换成两个相互串联的薄膜电容器组，并在连接两个薄膜电容器组的连接线之间引出电线连接电网的零线，能够减少在微处理控制器上对半桥逆变器的计算和控制，简化了控制系统，使得控制更简单；同吋，由于薄膜电容器组相对于半桥逆变器的成本较低，节约了成本，由于薄膜逆变器的使用寿命长，发热低，频率特性好，频率的使用范围广，体积小，重量轻，所以能够延长有源电カ控制装置的使用寿命，減少重量。零线电流调节特性不受外部回路负载特性(无功、谐波)变化的影响，可以连续、稳 定、高效、可靠的消除零线电流。本实用新型只采集零线电流或零序电流并以此作简单处理即可作为控制指令，简化硬件电路和计算装置的算法，控制信号和检测信号间的延时大幅度缩减，控制响应速度快，可以很容易实现产品高频化。电子开关电路工作频率越高，越容易实现产品小型化、低成本化。2.通过每个薄膜电容器组的额定电流为三相逆变器单臂电流的I. 5倍以上，可以保证三相逆变器全负荷工作时达到最大电流容量，没有容量空置。3.通过采用零线电流互感器或零序电流互感器，可以直接得到控制用的零序电流用于后级控制。4.通过采用放大装置，能够将控制信号放大，防止由于控制信号太小从而无法正常控制三相逆变器。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图I为本实用新型有源电カ负载平衡控制装置的实施例的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。本实用新型提供了ー种有源电カ负载平衡控制装置，包括逆变主电路装置，其包括三相逆变器和额定电流大小相等的两个薄膜电容器组，其中，所述两个薄膜电容器组之间通过连接线串联，在所述连接线上设置与电网的零线连接的电线，串联后的所述两个薄膜电容器组与所述三相逆变器并联，所述三相逆变器的三个单臂分别连接到所述电网的三相；[0023]微处理控制器，其包括检测装置、计算装置和控制装置；其中，所述检测装置用于检测所述零线上产生的零线电流；所述计算装置用于接收所述零线电流，根据所述零线电流计算所述三相逆变器需要输出的补偿零序电流，所述补偿零序电流用于抵消所述电网的三相的零序电流；所述控制装置用于向所述三相逆变器发送控制信号；所述三相逆变器接收所述控制信号后向所述电网输出所述补偿零序电流，同时，所述两个薄膜电容器组共同向所述电网的零线注入ー个与所述零线电流大小相等方向相反的补偿电流；显示装置，其包括控制按钮和显示器，所述控制按钮用于控制所述微处理控制器，所述显示器用于显示所述微处理控制器当前的状态。所述显示器显示所述微处理控制器当前的状态包括显示所述微处理控制器检测到的零线电流的方向、大小和发出补偿零序电流的大小、方向等。 应理解，每个所述薄膜电容器组可以包括ー个薄膜电容器或多个薄膜电容器，但需要保证两个薄膜电容器组的额定电流的大小相等。优选地，两个所述薄膜电容器组采用完全相同的两个电容器，这样能够简化工艺，避免多个电容器之间需要安排电路。应理解，所述两个薄膜电容器组之间通过连接线串联，通过所述电线将所述两个薄膜电容器与所述电网的零线连接，所述电线的一端接在所述连接线上，所述电线的另ー端接在所述电网的零线上，便于所述两个薄膜电容器组通过所述电线向所述零线输入与检测到的零线电流大小相等方向相反的补偿电流。应理解，所述两个薄膜电容器组共同向所述电网的零线注入ー个补偿电流为两个薄膜电容器组的注入电流的和形成了ー个补偿电流，即ー个补偿电流等于ー个薄膜电容器组注入的电流与另ー个电容器组注入的电流的和。应理解，所述三相逆变器的三个单臂分别连接到所述电网的三相只有唯一的连接方式，如图I所示，三相逆变器的单臂具有两个开关器件，电网中相应地ー相与单臂的连接点再两个开关器件的连接线上。当所述检测装置检测到所述电网上产生了零线电流，将检测到的所述零线电流的信息结果发送给所述计算装置；所述计算装置接收所述检测结果后，根据所述检测结果计算所述三相逆变器需要输出的补偿零序电流，即三相逆变器的每个单臂需要输出的补偿零序电流；所述控制装置发送控制信号；所述三相逆变器接收所述控制信号后向所述电网输出所述补偿零序电流，同吋，由于所述两个薄膜电容器组与所述三相逆变器并联，所述两个薄膜电容器组与所述电网的零线连接，根据基尔霍夫电流定律，所述两个薄膜电容器组自动向所述零线输入与所述零线电流大小相等方向相反的补偿电流。应理解，薄膜逆变器的使用寿命长，发热低，频率特性好，频率的使用范围广，体积小，重量轻，所以能够延长有源电カ控制系统的使用寿命，同时减轻重量。在本实用新型各实施例中，优选地，每个所述薄膜电容器组的额定电流的大小大于或等于所述三相逆变器的单臂电流的I. 5倍。可以保证三相逆变器全负荷工作时达到最大电流容量，没有容量空置。在本实用新型各实施例中，优选地，所述控制装置包括三相脉宽调制控制装置。采用所述三相脉冲宽度调制控制装置更为准确。三相脉宽调制控制装置即三相PWM控制装置。在本实用新型各实施例中，优选地，进ー步包括放大装置，其用于将所述控制装置发送的控制信号放大，并将放大后的所述控制信号发送至所述三相逆变器。能够将控制信号放大，防止由于控制信号太小从而无法正常控制三相逆变器。在本实用新型各实施例中，优选地，所述检测装置包括零线电流互感器或零序电流互感器；其中，当包括所述零线电流互感器时，所述零线电流互感器以电磁方式检测所述电网的零线电流；当包括所述零序电流互感器吋，所述零序电流互感器以电磁方式检测所述电网的三相的零序电流，零序电流的大小与所述零线电流的大小相同。在一个实施例中，如图I所示，有源电カ负载平衡装置包括逆变主电路装置100、交流电网101、用电负载102、三相逆变器103、薄膜电容器104、微处理控制器105、检测装置106、计算装置107、控制装置108、显示装置109、显示器110和控制按钮111。交流电网101向用电负载102提供电流，当检测装置106检测到交流电网101的零 线中存在零线电流，则检测装置106检测零线电流，将检测结果发送给计算装置107，计算装置107计算三相逆变器103需要向交流电网101的三相中注入的补偿零序电流，控制装置108向三相逆变器103发出控制信号。三相逆变器103的三个单臂分别向交流电网101的三相注入补充零序电流。两个薄膜电容器104串联，串联后的两个薄膜电容器104与三相逆变器103并联，两个薄膜电容器104自动向零线注入补充零线电流，两个薄膜电容器104的两个电流合成ー个电流注入零线中。使用者可以通过显示器110所显示的微处理控制器105的状态，通过控制按钮111对微处理控制器105进行控制。其中，三相逆变器103的三个单臂与交流电网101的三相的电线连接，两个薄膜电容器104与交流电网101的零线连接。通过本实用新型提供的各实施例，能够带来一下至少ー个有益效果I.通过将现有技术的半桥逆变器换成两个相互串联的薄膜电容器组，并在连接两个薄膜电容器组的连接线之间引出电线连接电网的零线，能够减少在微处理控制器上对半桥逆变器的计算和控制，简化了控制系统，使得控制更简单；同吋，由于薄膜电容器组相对于半桥逆变器的成本较低，节约了成本，由于薄膜逆变器的使用寿命长，发热低，频率特性好，频率的使用范围广，体积小，重量轻，所以能够延长有源电カ控制装置的使用寿命，減少重量。零线电流调节特性不受外部回路负载特性(无功、谐波)变化的影响，可以连续、稳定、高效、可靠的消除零线电流。本实用新型只采集零线电流或零序电流并以此作简单处理即可作为控制指令，简化硬件电路和计算装置的算法，控制信号和检测信号间的延时大幅度缩减，控制响应速度快，可以很容易实现产品高频化。电子开关电路工作频率越高，越容易实现产品小型化、低成本化。2.通过每个薄膜电容器组的额定电流为三相逆变器单臂电流的I. 5倍以上，可以保证三相逆变器全负荷工作时达到最大电流容量，没有容量空置。3.通过采用零线电流互感器或零序电流互感器，可以直接得到控制用的零序电流用于后级控制。4.通过采用放大装置，能够将控制信号放大，防止由于控制信号太小从而无法正常控制三相逆变器。本实用新型提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本实用新型的范围内。[0046]显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和 变型在内。
权利要求1.ー种有源电カ负载平衡控制装置，其特征在于，包括 逆变主电路装置，其包括三相逆变器和额定电流大小相等的两个薄膜电容器组，其中，所述两个薄膜电容器组之间通过连接线串联，在所述连接线上设置与电网的零线连接的电线，串联后的所述两个薄膜电容器组与所述三相逆变器并联，所述三相逆变器的三个单臂分别连接到所述电网的三相； 微处理控制器，其包括检测装置、计算装置和控制装置；其中，所述检测装置用于检测所述零线上产生的零线电流；所述计算装置用于接收所述零线电流，根据所述零线电流计算所述三相逆变器需要输出的补偿零序电流，所述补偿零序电流用于抵消所述电网的三相的零序电流；所述控制装置用于向所述三相逆变器发送控制信号；所述三相逆变器接收所述控制信号后向所述电网输出所述补偿零序电流，同时，所述两个薄膜电容器组共同向所述电网的零线注入ー个与所述零线电流大小相等方向相反的补偿电流； 显示装置，其包括控制按钮和显示器，所述控制按钮用于控制所述微处理控制器，所述显示器用于显示所述微处理控制器当前的状态。
2.如权利要求I所述的有源电カ负载平衡控制装置，其特征在于，每个所述薄膜电容器组的额定电流的大小大于或等于所述三相逆变器的单臂电流的I. 5倍。
3.如权利要求I或2所述的有源电カ负载平衡控制装置，其特征在于，所述控制装置包括三相脉宽调制控制装置。
4.如权利要求I或2所述的有源电カ负载平衡控制装置，其特征在干，进ー步包括放大装置，其用于将所述控制装置发送的控制信号放大，并将放大后的所述控制信号发送至所述三相逆变器。
5.如权利要求I或2所述的有源电カ负载平衡控制装置，其特征在干，所述检测装置包括零线电流互感器或零序电流互感器；其中，当包括所述零线电流互感器吋，所述零线电流互感器以电磁方式检测所述电网的零线电流；当包括所述零序电流互感器吋，所述零序电流互感器以电磁方式检测所述电网的三相的零序电流，零序电流的大小与所述零线电流的大小相同。
专利摘要本实用新型涉及机电领域，具体涉及一种有源电力负载平衡控制装置，能够简化计算和控制，降低成本，包括，逆变主电路装置，其包括三相逆变器和额定电流大小相等的两个薄膜电容器组；两个薄膜电容器组之间通过连接线串联，在连接线上设置与电网的零线连接的电线，串联后的两个薄膜电容器组与三相逆变器并联，三相逆变器的三个单臂分别连接到电网的三相；微处理控制器，其包括检测零线电流的检测装置、计算需要输出补偿零序电流的计算装置和发出控制信号的控制装置；三相逆变器接收控制信号后向电网输出补偿零序电流，同时，两个薄膜电容器组共同向电网的零线注入一个与零线电流大小相等方向相反的补偿电流；显示装置，其包括控制按钮和显示器。
文档编号H02J3/26GK202503301SQ20122013771
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者胡继炜 申请人:胡继炜