CN105762799A - 一种内嵌式有源逆变单元 - Google Patents

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舒观澜
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    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Abstract

本发明涉及一种内嵌式有源逆变单元，该单元接在电源和负载之间，所述的逆变单元包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件和电容组，所述的第一开关器件与第四开关器件串联后并联在电容组两端，所述的第三开关器件和第六开关器件串联后并联在电容组两端，所述的第五开关器件和第二开关器件串联后并联在电容组两端。与现有技术相比，本发明具有稳定性好、可靠性高、灵活性好等优点。

Description

一种内嵌式有源逆变单元
技术领域
本发明涉及一种逆变器，尤其是涉及一种内嵌式有源逆变单元。
背景技术
在电力系统中，各种谐波源产生的谐波也对电力系统环境造成了严重的污染。尤其电力电子装置等非线性负载的日益广泛应用，其产生的谐波和无功对电质量产生了很大的影响，也就产生了电能质量这一概念。
电能质量直接关系到国民经济的总体效益。改善电能质量对于电网和电器设备的安全、经济运行，保障产品质量以及人民生产生活的正常运行等均有重要意义。采用高效电力负荷设备可以节约大量能源、延缓用电需求矛盾，从而节省电力建设所需的大量投资。因此提高供电质量、满足生产发展的需求已经成为多方共同的愿望。从电能质量的角度考虑，深入研究有源滤波器，使其在我国尽早满足实际需要，已成为当务之急。其中逆变单元为有源滤波器的核心部件，目前主要存在稳定性差、安全性不高等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种稳定性好、可靠性高、灵活性好的内嵌式有源逆变单元。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，该单元接在电源和负载之间，所述的逆变单元包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件和电容组，所述的第一开关器件与第四开关器件串联后并联在电容组两端，所述的第三开关器件和第六开关器件串联后并联在电容组两端，所述的第五开关器件和第二开关器件串联后并联在电容组两端。
所述的电容组由第一电容和第二电容串联而成。
所述的开关器件由三极管和二极管并联而成，其中二极管的正极与三极管的发射极连接，所述的二极管的负极与三极管的集电极连接。
还包括控制器，该控制器分别与各开关器件的三极管上的基极连接。
该单元与负载侧的整流设备交流输入端并联设置，其中逆变单元生成的补充电流与电源输出的电流谐波及无功电流进行抵消后输入值负载侧的整流设备中。
该逆变单元输出侧通过电感L接在电源和负载之间。
该单元直接串联在电源和负载之间，所述的逆变单元的交流侧与电源连接，直流侧与负载连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)稳定性好，可靠性高；
2)灵活性好，可以并联或串联方式连接，适用与不同设备。
附图说明
图1为本发明的具体电路图；
图2为本发明并联型的结构示意图；
图3为本发明串联型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种内嵌式有源逆变单元，该单元接在电源和负载之间，所述的逆变单元包括第一开关器件V1、第二开关器件V2、第三开关器件V3、第四开关器件V4、第五开关器件V5、第六开关器件V6和电容组，所述的第一开关器件V1与第四开关器件V4串联后并联在电容组两端，所述的第三开关器件V3和第六开关器件V6串联后并联在电容组两端，所述的第五开关器件V5和第二开关器件V2串联后并联在电容组两端。所述的电容组由第一电容C1和第二电容C2串联而成。
所述的开关器件由三极管和二极管并联而成，其中二极管的正极与三极管的发射极连接，所述的二极管的负极与三极管的集电极连接。本发明还包括控制器，该控制器分别与各开关器件的三极管上的基极连接。
本发明的应用有两种形式：
1.并联，与APF功能类似，整流器的交流输出侧并联，通过并联补偿的方式解决谐波和无功问题。
2.串联，可以替代原整流器，将有源逆变器看似一个整流器来使用，这种方式不但可以解决交流侧的谐波和无功问题，同时还能提供功率反馈与直流侧调压功能，可提高被使用装置的效率，同时提供节能的功能。
并联时拓扑与APF一致，串联时将APF的直流侧当做整流桥直流侧使用，交流侧当做整流桥交流侧使用。
可以应用与开关电源及各种消费类电子的电源输入整流部分。实现用电终端的电流正弦化和高功率因数问题。
本发明结构图如图1所示，基本工作原理是：检测补偿对象的电压和电流，经指令电流运算电路计算得出补偿电流的指令信号，该信号经逆变单元的作用生成补偿电流，补偿电流与负载电流中补偿的谐波及无功等电流抵消，最终得到期望的电源电流。有源电力滤波器以接入电网的方式不同可以分为：并联型APF和串联型APF。
APF的主逆变单元与负载以并联的方式接入电网称为并联型APF，原理图如图2所示。其结构原理如图1所示，只是以并联的形式接入电网。并联型APF主要用于补偿可以看成电流源的谐波源，例如阻感负载的整流器。并联型APF向电网注入补偿电流，抵消谐波源产生的谐波电流，使电源电流称为正弦波。
如图3所示，串联型APF的特点是以有源电力滤波器作为电压源串联在电源和谐波源之间。主要用于补偿可看作电压源的谐波源，例如电容滤波型整流电路。针对电压源型的谐波源，串联型APF输出补偿电压，抵消有负载产生的谐波电压，使供电点电压形成正弦波。

Claims (7)

1.一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，该单元接在电源和负载之间，所述的逆变单元包括第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件、第四开关器件、第五开关器件、第六开关器件和电容组，所述的第一开关器件与第四开关器件串联后并联在电容组两端，所述的第三开关器件和第六开关器件串联后并联在电容组两端，所述的第五开关器件和第二开关器件串联后并联在电容组两端。
2.根据权利要求1所述的一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，所述的电容组由第一电容和第二电容串联而成。
3.根据权利要求1所述的一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，所述的开关器件由三极管和二极管并联而成，其中二极管的正极与三极管的发射极连接，所述的二极管的负极与三极管的集电极连接。
4.根据权利要求3所述的一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，还包括控制器，该控制器分别与各开关器件的三极管上的基极连接。
5.根据权利要求1所述的一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，该单元与负载侧的整流设备交流输入端并联设置，其中逆变单元生成的补充电流与电源输出的电流谐波及无功电流进行抵消后输入值负载侧的整流设备中。
6.根据权利要求5所述的一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，该逆变单元输出侧通过电感L接在电源和负载之间。
7.根据权利要求1所述的一种内嵌式有源逆变单元，其特征在于，该单元直接串联在电源和负载之间，所述的逆变单元的交流侧与电源连接，直流侧与负载连接。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2645316Y (zh) * 2003-09-12 2004-09-29 四川大学 新型数字化有源电力滤波器
CN101335452A (zh) * 2008-07-18 2008-12-31 湖南大学 一种用于消除铁路谐波的单相滤波器及其复合控制方法
CN101393465A (zh) * 2008-10-28 2009-03-25 上海电力学院 一种基于igbt桥式串、并补电能调节器
CN203387180U (zh) * 2013-04-10 2014-01-08 西安布伦帕电力无功补偿技术有限公司 复合型滤波器
CN204407894U (zh) * 2014-12-17 2015-06-17 利思电气（上海）有限公司 内嵌式有源逆变单元

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