桥式交流斩波动态电压恢复器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是电力电子技术领域，具体是一种桥式交流斩波动态电压恢复器。
【背景技术】
[0002] 在电网电压发生突变、波动情况下，动态电压恢复器用来抑制输出电压波动，控制 负载电压稳定。目前对于动态电压恢复技术已经进行了一定的研宄。配电系统利用有载调 压器进行电压调节，这种方法需要使用大量晶闸管调节变压器变比，复杂的操作会限制系 统的动态性能。基于整流器/逆变器的电压调节方式，需要使用大容量储能元件，系统复 杂、成本较高。
[0003] 经对现有文献检索发现，中国专利公开号为CN202103434U，专利名称为：基于超 级电容器的动态电压恢复器，该申请案采用超级电容器和直流储能单元组成的储能系统， 以及其充电模块；用于输出补偿电压的逆变器单元，以及由变压器和滤波器组成的升压滤 波系统。但是该设计电路复杂，由于使用超级电容，如果使用不当会造成电解质泄漏等现 象。
[0004] 经对现有文献检索发现，中国专利公开号为CN201156669,专利名称为：串联电容 直接耦合式动态电压恢复器，该方案改变了原先的通过串联变压器进行电压叠加的方式， 采用串联电容的直接耦合方式，避免了由于串联变压器的存在带来的幅值和相位的偏移。 对于保护电路，需要设计专门针对串联电容耦合电路的保护，较为复杂。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决现有动态电压补偿器需要使用大容量的电解电容或电感等储能装 置、系统复杂、成本较高等技术问题，提供一种桥式交流斩波动态电压恢复器。
[0006] 为解决上述现有技术的不足，本发明提出的技术方案如下： 一种桥式交流斩波动态电压恢复器，包括交流电源和负载，还包括动态电压恢复主电 路模块、光耦隔离模块、控制信号发生模块、检测模块和辅助电源模块；所述交流电源分别 与动态电压恢复主电路模块和辅助电源模块相连；所述动态电压恢复主电路模块与负载和 光耦隔离模块相连；所述光耦隔离模块与控制信号发生模块相连；所述检测模块与动态电 压恢复主电路模块、负载和控制信号发生模块相连；辅助电源模块分别与动态电压恢复主 电路模块、控制信号发生模块、光耦隔离模块和检测模块相连。
[0007] 所述动态电压恢复主电路模块包括桥式交流斩波功率变换器、由双向晶闸管组成 的固态继电器组和隔离变压器T; 固态继电器组包括固态继电器5F7、固态继电器固态继电器固态继电器 桥式交流斩波功率变换器的一个输出端口与固态继电器和固态继电器连接；桥 式交流斩波功率变换器的另一个输出端口与固态继电器5FJP固态继电器5FJ目连；固态继 电器5F7、固态继电器5^、固态继电器和固态继电器依次连接；隔离变压器T的一 个输入端口连接在固态继电器5F7和固态继电器5^之间，隔离变压器T的另一个输入端口 连接在固态继电器5FJP固态继电器5F#之间；隔离变压器T的一个输出端口，作为动态电 压恢复主电路模块的一个输出端口，与桥式交流斩波功率变换器的一个输入端口连接；隔 离变压器T的另一个输出端口，作为动态电压恢复主电路模块的另一个输出端口；动态电 压恢复主电路模块的输出端与检测模块和负载连接；桥式交流斩波功率变换器的一个输入 端口作为动态电压恢复主电路模块的一个输入端口；桥式交流斩波功率变换器的另一个输 入端口作为动态电压恢复主电路模块的另一个输入端口；动态电压恢复主电路模块的输入 端与交流电源和辅助电源模块相连。
[0008] 所述桥式交流斩波功率变换器包括输入滤波电感Li、输入滤波电容Ci、两个半桥 功率模块IPM1和IPM2、输出滤波电感L和输出滤波电容C;其中：输入滤波电感Li的一 端作为桥式交流斩波功率变换器的一个输入端口，输入滤波电感Li的另一端和输入滤波 电容Ci的一端均与第一半桥功率模块IPM1的C1极相连；输入滤波电容Ci的另一端与第 二半桥功率模块IPM2的C1极相连作为桥式交流斩波功率变换器的另一个输入端口；桥式 交流斩波功率变换器的输入端作为动态电压恢复主电路模块的输入端；第一半桥功率模块 IPM1的E2极与第二半桥功率模块IPM2的E2极相连，第一半桥功率模块IPM1的C2极与 输出滤波电感L的一端相连，输出滤波电感L的另一端与输出滤波电容C的一端相连，作为 桥式交流斩波功率变换器的一个输出端口；第二半桥功率模块IPM2的C2极与输出滤波电 容C的另一端相连，作为桥式交流斩波功率变换器的另一个输出端口；半桥功率模块IPM1、 IPM2的Gl、G2、G3、G4极与光耦隔离模块相连传输PWM信号。
[0009] 所述半桥功率模块为智能功率模块IPM。
[0010] 所述的光耦隔离模块包括第一光耦隔离电路、第二光耦隔离电路，第三光耦隔离 电路、第四光耦隔离电路；其中：光耦隔离电路与半桥功率模块相连传输PWM信号；光耦隔 离模块接收辅助电源模块提供的直流电，传输控制信号发生模块发出的PWM控制信号。
[0011] 所述的控制信号发生模块是数字信号处理器、微控制器和复杂可编程逻辑器中的 一种。
[0012] 所述的检测模块包括两个电压互感器、电流互感器和信号调理电路，其中两个电 压互感器分别与动态电压恢复主电路模块的输出端和负载相连，传输功率变换主电路模块 的输出电压和负载电压信号；电流互感器与负载模块相连传输电流信号，信号调理电路的 输入端分别与电压互感器和电流互感器相连传输功率变换主电路的输出电压、负载电压和 电流信号。
[0013] 当电网电压发生波动或突变时，本发明中的桥式交流斩波功率变换器产生可调幅 的补偿电压，通过投切固态继电器组，改变补偿电压极性。并通过控制信号发生模块设计了 桥式交流斩波功率变换器的非互补控制换流策略，使桥式交流斩波功率变换器换流过程简 单，可靠性高。与现有电压突降补偿器相比，本发明能够实现电压突升、突降双向补偿；不需 要使用大容量的电解电容或电感等储能装置，降低了系统成本、易于维护；能够有效补偿电 网电压波动，具有体积小，成本低的特点。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的结构框图。
[0015] 图2为图1中动态电压恢复主电路模块的电路原理图。
[0016] 图3为图2中桥式交流斩波功率变换器的四个开关的控制信号时序图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前 提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下 述的实施例。
[0018] 图1为一种桥式交流斩波动态电压恢复器的控制原理框图。它包括动态电压恢复 主电路模块1、光耦隔离模块2、控制信号发生模块3、检测模块4、辅助电源模块5、交流电源 6和负载7。
[0019] 交流电源6为动态电压恢复主电路模块1和辅助电源模块5提供交流电。动态电 压恢复主电路模块1与负载7相连，动态电压恢复主电路模块1与光耦隔离模块2相连防 止信号干扰并进行信号放大。光耦隔离模块2与控制信号发生模块3相连传输PWM控制信 号。检测模块4与动态电压恢复主电路模块1相连传输电压信号，检测模块4与负载7相 连传输电压、电流信号。检测模块4与控制信号发生模块3相连传输调理检测信号。辅助 电源模块5为动态电压恢复主电路模块1、控制信号发生模块3、光耦隔离模块2和检测模 块4提供直流电。
[0020] 图2为本发明的动态电