一种pwm控制电抗器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种PWM控制电抗器。
【背景技术】
[0002] 目前，电抗器大都为磁饱和电抗器，其调节电感参数的速度通常较慢，一般调节时 间为Is左右，而实际应用中，电感参数往往需要根据系统的参数变化进行实时调节，如在 限制电网小电流接地故障的消弧线圈自动投入装置中，需要根据实时检测情况来及时投入 电感电流，因此低效率调感的电抗器使用效果较差；普通的磁饱和电抗器大都调节范围有 限，如果想增大调感范围，则需要采用抽头来选择调感范围，由此而导致设备结构十分复 杂，大大增加了设备成本，同时在实用的过程中需要经常变换抽头的档位，操作十分复杂， 大大降低了调节速度；另外，磁饱和电抗器为通过调节晶闽管的导通角调节电感参数，因此 存在产生谐波的问题。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种PWM控制电抗器，它结构设计 合理，采用PWM控制技术对电感参数进行调节，调节速度快，调节范围大，大大提高了调整 效率，保证了电抗器在实际运行中效果；同时其控制策略简单，可控性强，简化了设备构造， 降低了设备成本；在电感调节的过程中谐波含量低，保证了设备的稳定性，解决了现有技术 中存在的问题。
[0004] 本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0005] 一种PWM控制电抗器，包括一电压源，相互并联的电阻R和电感L1串联一电容 C后连接在电压源的两端，由反向串联的绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2和反向串联的 IGBT3、IGBT4相串联，第一IBGT驱动电路和第二IBGT驱动电路的输出端1分别与IGBT1、 IGBT2相连、第SIBGT驱动电路和第四IBGT驱动电路的输出端2分别与IGBT3、IGBT4相 连，PWM控制电路分别与第一IBGT驱动电路、第二IBGT驱动电路、第SIBGT驱动电路和第 四IBGT驱动电路相连，一同步电路分别与PWM控制电路和主回路相连。
[0006] 所述第一IBGT驱动电路、第二IBGT驱动电路、第SIBGT驱动电路和第四IBGT驱 动电路均包括一驱动巧片U4,所述驱动巧片U4为IR21084巧片，驱动巧片U4的6号引脚为 输出端1，与IGBT1或IGT2的口极相连，7号引脚为输出端2,与IGBT3或IGBT4的口极相 连趣包括一光电禪合巧片U3,所述光电禪合巧片U3为6N137巧片，光电禪合巧片U3的2 号引脚通过一电阻R1与PWM控制电路相连，其6号引脚与驱动巧片U4的2号引脚和3号 引脚相连，又分别通过一电阻R2与电源Vcc相连、通过一电容C2接地设置，在8号引脚和 5号引脚之间设有一电容C1。
[0007] 本实用新型采用上述方案，结构设计合理，采用PWM控制技术对电感参数进行调 节，调节速度快，调节范围大，大大提高了调整效率，保证了电抗器在实际运行中效果；同时 其控制策略简单，可控性强，简化了设备构造，降低了设备成本；在电感调节的过程中谐波 含量低，保证了设备的稳定性。
【附图说明】
[000引图1为本实用新型的结构示意图。
[0009] 图2为本实用新型的IBGT驱动电路的电路图。
[0010] 图3为本实用新型的PWM1和PWM2波形示意图。
【具体实施方式】
[0011] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过【具体实施方式】，并结合其附图，对本 实用新型进行详细阐述。
[001引如图1-3所示，一种PWM控制电抗器，包括一电压源，相互并联的电阻R和电感L1串联一电容C后连接在电压源的两端，由反向串联的绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2和反 向串联的IGBT3、IGBT4相串联，第一IBGT驱动电路和第二IBGT驱动电路的输出端1分别 与IGBTUIGBT2相连、第SIBGT驱动电路和第四IBGT驱动电路的输出端2分别与IGBT3、 IGBT4相连，PWM控制电路分别与第一IBGT驱动电路、第二IBGT驱动电路、第SIBGT驱动 电路和第四IBGT驱动电路相连，一同步电路分别与PWM控制电路和主回路相连。
[0013] 所述第一IBGT驱动电路、第二IBGT驱动电路、第SIBGT驱动电路和第四IBGT驱 动电路均包括一驱动巧片U4,所述驱动巧片U4为IR21084巧片，驱动巧片U4的6号引脚为 输出端1，与IGBT1或IGT2的口极相连，7号引脚为输出端2,与IGBT3或IGBT4的口极相 连趣包括一光电禪合巧片U3,所述光电禪合巧片U3为6N137巧片，光电禪合巧片U3的2 号引脚通过一电阻R1与PWM控制电路相连，其6号引脚与驱动巧片U4的2号引脚和3号 引脚相连，又分别通过一电阻R2与电源Vcc相连、通过一电容C2接地设置，在8号引脚和 5号引脚之间设有一电容C1。
[0014] 驱动巧片U4的4号引脚通过一电阻R3接地设置，5号引脚接地设置，又通过一电 容C3与电源Vcc相连，6号引脚通过一电容C4与电源Vcc相连，在11号引脚和13号引脚 之间设有一电容巧，13号引脚通过一二极管D1与电源Vcc相连。
[001引通过调节R3的电阻值，能够改变输出端1和输出端2之间的输出死区时间，不再 需要利用软件来对死区时间进行调节；采用光电禪合巧片U3进行电气隔离，控制可靠，隔 离效果好。电阻R2能够避免尖峰脉冲噪声产生的误导通，电容C1为O.luf高频特性良好 的电容，可W吸收电源线上的纹波，又可W减小光电隔离巧片U3接受端开关工作时对电源 的冲击。电阻R2和电容C2绝对了电路较快响应的时间。
[0016] 运行时，由IGBT1、IGBT2、IGBT3和IGBT4共同工作实现调感，由PWM控制电路控制IGBT驱动电路输出PWM波形，IGBT驱动电路的输出端1和输出端2分别输出PWM1和PWM2 波形，在系统电压正半周时，即ti时刻，PWM1为高电平，PWM2为低电平，此时，IGBT1的开 关管为打开状态，IGBT2由于受到自身承受反向电压而无法开通，同时IGBT3和IGBT4处于 关断状态，此时，电流经IGBT1、IGBT2的反并联二极管W及电抗器L2回到电压源。在系统 电压负半周，即t2时刻，PWM1为低电平，PWM2为高电平，此时，IGBT1处于关断状态，IGBT3 和IGBT4收到开通信号后，由于电感电流不能突变，因此IGBT3无法导通，IGBT4处于导通 状态，电感电流经IGBT3的反向并联二极管和IGBT4形成续流回路。在整个运行的过程中， IGBTl和IGBT2作为主电路导通与否的开关器件，而IGBT3和IGBT4作为抗电器续流回路的 开关器件。
[0017] 在一个电压周期的运行过程中，能够得出W下公式：
【主权项】
1. 一种PWM控制电抗器，其特征在于：包括一电压源，相互并联的电阻R和电感LI串 联一电容C后连接在电压源的两端，由反向串联的绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2和反向 串联的IGBT3、IGBT4相串联，第一 IBGT驱动电路和第二IBGT驱动电路的输出端1分别 与IGBTl、IGBT2相连、第三IBGT驱动电路和第四IBGT驱动电路的输出端2分别与IGBT3、 IGBT4相连，PWM控制电路分别与第一 IBGT驱动电路、第二IBGT驱动电路、第三IBGT驱动 电路和第四IBGT驱动电路相连，一同步电路分别与PWM控制电路和主回路相连。
2. 根据权利要求1所述的一种PWM控制电抗器，其特征在于：所述第一 IBGT驱动电路、 第二IBGT驱动电路、第三IBGT驱动电路和第四IBGT驱动电路均包括一驱动芯片U4,所述 驱动芯片U4为IR21084芯片，驱动芯片U4的6号引脚为输出端1，与IGBTl或IGT2的门极 相连，7号引脚为输出端2,与IGBT3或IGBT4的门极相连；还包括一光电耦合芯片U3,所述 光电耦合芯片U3为6N137芯片，光电耦合芯片U3的2号引脚通过一电阻Rl与PWM控制电 路相连，其6号引脚与驱动芯片U4的2号引脚和3号引脚相连，又分别通过一电阻R2与电 源Vcc相连、通过一电容C2接地设置，在8号引脚和5号引脚之间设有一电容C1。
【专利摘要】一种PWM控制电抗器，包括一电压源，相互并联的电阻R和电感L1串联一电容C后连接在电压源的两端，由反向串联的绝缘栅双极晶体管IGBT1、IGBT2和反向串联的IGBT3、IGBT4相串联，第一IBGT驱动电路和第二IBGT驱动电路的输出端1分别与IGBT1、IGBT2相连、第三IBGT驱动电路和第四IBGT驱动电路的输出端2分别与IGBT3、IGBT4相连。本实用新型采用上述方案，结构设计合理，采用PWM控制技术对电感参数进行调节，调节速度快，调节范围大，大大提高了调整效率，保证了电抗器在实际运行中效果；同时其控制策略简单，可控性强，简化了设备构造，降低了设备成本；在电感调节的过程中谐波含量低，保证了设备的稳定性。
【IPC分类】H02P13-00
【公开号】CN204559456
【申请号】CN201520168146
【发明人】刘骥, 张大宁, 徐友, 王梦琪, 宗榜馗, 蔡静
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月24日