CN101710799B - 一种可控电流扰动源主电路 - Google Patents
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Abstract
一种可控电流扰动源主电路，属于电能质量扰动发生技术领域。包括直流电源、高频H桥逆变器、高频电抗器、直流电源、基频H桥逆变器、基波电抗器和系统电源。本发明的优点在于，输出容量大，电流调制频带宽，响应快，损耗小，可靠性高，成本低。
Description
技术领域
本发明属于电能质量扰动发生技术领域，特别是提供了一种可控电流扰动源主电路。
背景技术
目前市场上的可控电流源主要采用大功率晶体管(BJT)、场效应管(MOS)等半导体器件构成的线性放大器来完成对设定电流的输出功能，具有控制线性度好，精度高的优点。但其固有缺陷也非常明显：(1)主电路中开关器件工作于线性放大区，功耗大，发热严重，并且工作点容易受到温漂的影响；(2)由于受器件电压、电流容量的限制，这种类型的可控电流源难以输出大功率，只能应用于一些小功率场合。
本发明提供了一种可控电流扰动源主电路。针对上述小功率线性可控电流源不能适应电力系统中对扰动电流源在高电压、大电流、大容量方面的要求的实际情况，采用工作于非线性饱和区与截止区的绝缘栅双极晶体管IGBT作为开关元件构成的可控电流源装置，能有效解决因半导体开关工作于线性放大区带来的功耗大、成本高、过载能力弱、输出容量小等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可控电流扰动源主电路，解决了功耗大、成本高、过载能力弱、输出容量小等问题。
本发明包括直流电源、高频H桥逆变器、高频电抗器、直流电源、基频H桥逆变器、基波电抗器和系统电源，用于产生由程序设定的各种波形的电流。直流电源由电解电容器构成，电解电容器的正极和负极之间并联着高频H桥逆变器；高频H桥逆变器由两个IGBT桥臂并联而成，每个IGBT桥臂由两个IGBT串联而成，IGBT的连接点构成高频H桥逆变器的两个输出端点；高频H桥逆变器的一个输出端点连接到高频电抗器的输入端，高频电抗器的输出端连接到系统电源的一个端点A，高频H桥逆变器的另一个输出端连接到基波电抗器的输入端C；直流电源4由电解电容器构成，电解电容器的正极和负极之间并联着基频H桥逆变器；基频H桥逆变器由两个IGBT桥臂并联而成，每个IGBT桥臂由两个IGBT串联而成，IGBT的连接点构成高频H桥逆变器的两个输出端点；基频H桥逆变器的一个输出端点连接到基波电抗器的输入端C，基波电抗器6的输出端连接到系统电源的一个端点A，基频H桥逆变器的另一个输出端连接到系统电源的另一个端点B。
本发明提供的一种可控电流扰动源主电路的工组原理如下：
高频H桥逆变器2根据电流滞环控制产生由程序定义波形的电流ih，通过高频电抗器3输出；基频H桥逆变器5根据正弦波脉宽调制控制，产生一个幅值和相角能独立控制的基波电压，这个基波电压和系统电源7的电压相互作用，在基波电抗器6上产生基波电流ib，电流ih和电流ib叠加后，得到总的可控电流扰动源的扰动电流iT注入到系统中。本发明提供的一种可控电流扰动源主电路，实质上是由高频H桥逆变器2和基频H桥逆变器5联合产生所需的扰动电流，高频H桥逆变器2的任务是输出高频扰动电流，其中的IGBT工作于6kHz开关状态，基频H桥逆变器5的任务是输出基频无功或有功电流，其中的IGBT工作于2kHz开关状态。
本发明提供的一种可控电流扰动源主电路，其优点在于，输出容量大，电流调制频带宽，响应快，损耗小，可靠性高，成本低。
附图说明
图1为本发明提供的一种可控电流源主电路结构图，其中，直流电源1，高频H桥逆变器2，高频电抗器3，直流电源4，基频H桥逆变器5，基波电抗器、系统电源7。
具体实施方式
图1为本发明提供的一种可控电流扰动源主电路的一种具体实施方式，包括直流电源1，高频H桥逆变器2，高频电抗器3，直流电源4，基频H桥逆变器5，基波电抗器6和系统电源7。
直流电源1由电解电容器构成，电解电容器的正极和负极之间并联着高频H桥逆变器2；高频H桥逆变器2由两个IGBT桥臂并联而成，每个IGBT桥臂由两个IGBT串联而成，IGBT的连接点构成高频H桥逆变器2的两个输出端点；高频H桥逆变器2的一个输出端点连接到高频电抗器3的输入端，高频电抗器的输出端连接到系统电源7的一个端点A，高频H桥逆变器2的另一个输出端连接到基波电抗器6的输入端C。
直流电源4由电解电容器构成，电解电容器的正极和负极之间并联着基频H桥逆变器5；基频H桥逆变器5由两个IGBT桥臂并联而成，每个IGBT桥臂由两个IGBT串联而成，IGBT的连接点构成高频H桥逆变器2的两个输出端点；基频H桥逆变器5的一个输出端点连接到基波电抗器6的输入端C，基波电抗器6的输出端连接到系统电源7的一个端点A，基频H桥逆变器5的另一个输出端连接到系统电源7的另一个端点B。
Claims (1)
1.一种可控电流扰动源主电路，其特征在于：包括第一直流电源、高频H桥逆变器、高频电抗器、第二直流电源、基频H桥逆变器、基波电抗器和系统电源；第一直流电源(1)由电解电容器构成，电解电容器的正极和负极之间并联着高频H桥逆变器(2)；高频H桥逆变器(2)由两个IGBT桥臂并联而成，每个IGBT桥臂由两个IGBT串联而成，IGBT的串联连接点构成高频H桥逆变器(2)的两个输出端点；高频H桥逆变器(2)的一个输出端点连接到高频电抗器(3)的输入端，高频电抗器的输出端连接到系统电源(7)的一个端点(A)，高频H桥逆变器(2)的另一个输出端连接到基波电抗器(6)的输入端(C)；第二直流电源(4)由电解电容器构成，电解电容器的正极和负极之间并联着基频H桥逆变器(5)；基频H桥逆变器(5)由两个IGBT桥臂并联而成，每个IGBT桥臂由两个IGBT串联而成，IGBT的串联连接点构成基频H桥逆变器(5)的两个输出端点；基频H桥逆变器(5)的一个输出端点连接到基波电抗器(6)的输入端(C)，基波电抗器(6)的输出端连接到系统电源(7)的所述一个端点(A)，基频H桥逆变器(5)的另一个输出端连接到系统电源(7)的另一个端点(B)；
由高频H桥逆变器(2)和基频H桥逆变器(5)联合产生所需的扰动电流，高频H桥逆变器(2)输出高频扰动电流，其中的IGBT工作于6kHz开关状态，基频H桥逆变器(5)输出基频无功或有功电流，其中的IGBT工作于2kHz开关状态。
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| 张杨等.模块化可控负荷电流扰动发生装置.《电力电子技术》.2009,第43卷(第10期),第69-70、96页. * |
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