多电平静止无功补偿器的制造方法_2

文档序号:10464914阅读:来源:国知局
管脚与电容C9的一端连接,电容C9的另一端与驱动器的40号管脚和电阻R23的一端同时连接,电阻R23的另一端与发光二极管D6的阳极连接,发光二极管D6的阴极与驱动器的35号管脚连接,
[0032]电阻R21的另一端作为驱动电路的第一驱动信号输出端;
[0033]驱动器的32号管脚和31号管脚同时连接,驱动器的32号管脚与电阻R25的一端连接,电阻R25的另一端、电阻R26的一端和二极管D9的阳极同时连接,二极管D9的阴极、电阻R26的另一端和稳压管Z8的阴极同时连接,稳压管Z8的阳极与稳压管Z9的阳极连接,稳压管Z9的阴极与稳压管Z8的阴极连接,
[0034]驱动器的27号管脚与其26号管脚连接,驱动器的27号管脚、电阻R27的一端和稳压管Z9的阴极同时连接,电阻R27的另一端与驱动器的25号管脚连接,
[0035]驱动器的30号管脚与其29号管脚连接,
[0036]驱动器的30号管脚与电容C12的一端连接,电容C12的另一端、驱动器的24管脚和电阻R29的一端同时连接,电阻R29的另一端与二极管Dll的阳极连接,二极管Dll的阴极与二极管D12的阳极连接,二极管D12的阳极与稳压管Z9的阴极连接,
[0037]驱动器的29号管脚与电容Cl I的一端连接,电容Cl I的另一端与驱动器的28号管脚和电阻R28的一端同时连接,电阻R28的另一端与发光二极管DlO的阳极连接,发光二极管DlO的阴极与驱动器的23号管脚连接,
[0038]电阻R26的另一端作为驱动电路的第二驱动信号输出端。
[0039]采用H桥级联型逆变器作为SVG的主拓扑电路,电流检测电路是以瞬时无功功率理论为基础,具有电流、电压闭环控制与前馈解耦,使系统更好地检测出电网无功电流,并采用两级电压平衡控制保证直流电压的稳定。
[0040]本实用新型中,H桥级联的拓扑结构能提高无功补偿器的容量与电压,且实现了多电平输出,电压谐波小,波形质量好。
[0041]直流侧电压采用两级控制法,能较好地平衡各相以及各个单元直流侧电容电压。
[0042]采用DSP芯片为核心控制,实现准确,快速响应,更具有保护电路的功能。
[0043]本实用新型带来的有益效果是,提出基于H桥级联的功率拓扑结构,以实现无功补偿,优点在于,该系统具有更高的容量,电平数可调,能输出更接近正弦波的信号,同事,降低了谐波,可靠性提高了 5 %以上。
【附图说明】
[0044]图1为【具体实施方式】一所述的多电平静止无功补偿器的原理框图;
[0045]图2为【具体实施方式】一中所述的三相H桥级联逆变电路的一种结构示意图;
[0046]图3为【具体实施方式】一中所述的负载电流与直流侧电压检测电路的电路连接关系图;
[0047]图4为【具体实施方式】二中所述的驱动电路的电路连接关系图;
[0048]图5为DSP控制器的主程序流程图;
[0049]图6为DSP控制器内主控制算法流程图;
[0050]图7为DSP控制器内捕获中断子流程图;
[0051]图8为DSP控制器内故障保护中断子程序流程图。
【具体实施方式】
[0052]【具体实施方式】一:参见图1和图3说明本实施方式,本实施方式所述的多电平静止无功补偿器,它包括三相H桥级联逆变电路I和DSP控制器3,它还包括负载电流与直流侧电压检测电路2和驱动电路4;
[0053]三相H桥级联逆变电路I用于将三相交流电源的交流电压信号转化为直流电压信号;
[0054]负载电流与直流侧电压检测电路2用于检测负载侧的负载电流信号和三相H桥级联逆变电路I输出的直流电压信号;
[0055]DSP控制器3用于接收负载电流与直流侧电压检测电路2输出的直流电压信号及负载电流信号并进行处理,输出两路控制信号,其中,第一路控制信号输出端连接驱动电路4的第一控制信号输入端,第二路控制信号输出端连接驱动电路4的第二控制信号输入端;
[0056]驱动电路4根据接收的控制信号对三相H桥级联逆变电路I进行驱动,且驱动电路4的第一驱动信号输出端与三相H桥级联逆变电路I的第一驱动信号输入端连接,驱动电路4的第二驱动信号输出端与三相H桥级联逆变电路I的第二驱动信号输入端连接;
[0057]其中,负载电流与直流侧电压检测电路2包括电流传感器、电压传感器、放大器Ul、放大器U2、放大器U3、放大器U4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4;所述放大器U1、放大器U2、放大器U3和放大器U4均采用型号为LM358的芯片实现;
[0058]电流传感器用于检测负载电流,电流传感器的电流信号输出端与电阻Rl的一端连接,电阻RI的另一端同时与电容CI的一端和放大器UI的3号管脚连接,电容CI的另一端接电源地;放大器Ul的8号管脚与5V电源的正极连接,放大器Ul的4号管脚与5V电源的负极连接,放大器Ul的2号管脚与其I号管脚及电阻R2的一端同时连接,电阻R2的另一端同时与电阻R3的一端、电阻R4的一端和放大器U2的2号管脚连接,电阻R3的另一端接1.5V电源,电阻R4的另一端同时与放大器U2的I号管脚与电阻R5的一端连接,电阻R5的另一端同时与放大器U3的6号管脚和电阻R6的一端连接,电阻R6的另一端同时与放大器U3的7号管脚和电阻R7的一端连接,电阻R7的另一端与电容C2的一端、二极管Dl的阳极和二极管D2的阴极同时连接,电容C2的另一端与二极管D2的阳极同时连接电源地,二极管Dl的阴极接3.3V电源,
[0059]放大器U2的8号管脚接15V电源的正极,放大器U2的4号管脚接15V电源的负极,放大器U2的3号管脚接电源地,放大器U3的8号管脚接15V电源的正极,放大器U3的4号管脚接15V电源的负极,放大器U3的5号管脚接电源地,
[0060]二极管D2的阴极,作为负载电流与直流侧电压检测电路2输出直流电压信号及负载电流信号的输出端与DSP控制器3的数据信号输入端连接,
[0061 ] 二极管D2的阴极与二极管D3的阳极、二极管D4的阴极、电阻R8的一端和电容C4的一端同时连接,电阻R8的另一端与放大器U4的I号管脚和放大器U4的2号管脚同时连接,二极管D3的阴极接+5V电源,电容C4的另一端与二极管D4的阳极同时接电源地,
[0062]放大器U4的8号管脚接5V电源,放大器U4的4号管脚接电源地,
[0063]放大器U4的3号管脚与电阻R9的一端和电容C3的一端同时连接,电容C3的另一端接电源地,电阻R9的另一端与电压传感器的电压信号输出端连接,
[0064]电压传感器用于检测三相H桥级联逆变电路I输出的电压信号。
[0065]本实施方式中,三相H桥级联逆变电路I为现有的电路结构,具体参见图2,DSP控制器3对信号的处理均可通过现有技术实现,当系统正常工作时,此时DSP正常输出PWM波形,当检测出电路出现过流情况时,DSP保护弓丨脚检测到低电平进入Η)ΡΙΝΤΑ中断,停止输出PWM信号,达到保护的目的。
[0066]DSP控制器3中主程序的设计主要就是对DSP相关功能参数的配置,系统的初始化,判断进入中断,生成PWM控制信号。主程序流程图如图5所示。主控制算法主要指无功电流的检测计算与电流控制,SVG把负载侧电流采样,进行Clark和Park变换得到无功电流和有功电流对两个量进行PI控制就是SVG的电流内环反馈,由此可计算出Vcd和Vcq,得到调制度M和相移角度α。图6为主控制算法流程图。
[0067]DSP控制器3中子程序包括捕获中断子程序和故障保护中断子程序:
[0068](一)捕获中断子程序
[0069]捕获中断子程序主要检测电网频率,完成数字锁相环。具体实现首先将DSP中事件管理器A的CAP3端口设置为上升沿引发中断,当外部电路检测到相电压信号的上升沿过零点时进入捕获,送给定时器T2,将两次连续捕获的值作差即为电网频率,但由于电网
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