CN204144959U - 松耦合变压器的电容的联合补偿系统 - Google Patents

松耦合变压器的电容的联合补偿系统 Download PDF

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Abstract

松耦合变压器的电容的联合补偿系统，它涉及一种松耦合变压器补偿系统。本实用新型的目的是为了解决现有技术中的松耦合变压器的补偿系统对于动态负载补偿效果差的问题。本实用新型粗调电路和微调电路，粗调电路包括若干功率开关管、若干补偿电容和若干粗调驱动块，功率开关管与补偿电容的数量的数量相同，每个功率开关管的集电极与原边绕组的输入端建立连接，每个功率开关管的发射极串联一个补偿电容后与原边绕组的输出端建立连接，每个功率开关管的栅极与粗调驱动块的输出端建立连接，每个粗调驱动块的输入端通过导线与原边绕组的输入端建立连接。本实用新型应用场合较为广泛，控制简单灵活。

Description

松耦合变压器的电容的联合补偿系统
技术领域
本实用新型涉及松耦合变压器补偿系统，具体涉及一种松耦合变压器的电容的联合补偿系统，属于松耦合变压器补偿领域。
背景技术
同步电机新方法励磁系统中所应用的高速、高频松耦合旋转变压器，其漏感很大，运行时消耗大量的无功功率，使系统传输的无功功率增加。无功功率的增加的同时，会导致系统电流增大和视在功率的增加，从而使得系统的设备容量增加，系统中器件参数和规格的加大，增加系统的尺寸和成本，并且使得电能的传输过程中的损耗增加，导致系统效率降低。因此必要的引入补偿措施，以提高系统的传输能力。而现如今的大量文献和科研技术表明应用比较广泛的是静态补偿和普通变压器的动态补偿。其中静态补偿又包括单边补偿形式和双边补偿形式，主要有初级串联补偿电路、次级串联补偿电路和次级并联补偿电路等几种形式，但是静态补偿对恒定负载补偿效果较好，对于动态负载补偿就不是十分的准确了。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中的松耦合变压器的补偿系统对于动态负载补偿效果差的问题。
本实用新型的技术方案是：本实用新型的松耦合变压器的电容的联合补偿系统，包括松耦合变压器、静态补偿电路和动态补偿电路，所述动态补偿电路包括原边动态补偿电路和副边动态补偿电路，所述原边动态补偿电路包括粗调电路和微调电路，所述粗调电路包括若干功率开关管、若干补偿电容和若干粗调驱动块，所述功率开关管与补偿电容的数量的数量相同，每个功率开关管的集电极与原边绕组的输入端建立连接，每个功率开关管的发射极串联一个补偿电容后与原边绕组的输出端建立连接，每个功率开关管的栅极与粗调驱动块的输出端建立连接，每个粗调驱动块的输入端通过导线与原边绕组的输入端建立连接；所述微调电路包括微调电容和微调驱动块，所述微调驱动块的输入端通过导线与原边绕组的输入端建立连接，微调驱动块的输出端串联微调电容后与原边绕组的输出端建立连接。
所述副边动态补偿电路结构与原边动态补偿电路结构相同，采用双边补偿结构，补偿效果更佳，工作过程稳定。
每个粗调驱动块的结构均相同，所述粗调驱动块包括功率检测模块和驱动模块，粗调驱动块的输入端通过导线与功率检测模块的输入端建立连接，功率检测模块的输出端通过导线与驱动模块的输入端建立连接，驱动模块的输出端通过导线与粗调驱动块的输出端建立连接，通过功率检测模块检测功率因子进行检测，调整依据全面，调整方案最佳。
所述微调驱动块包括电流信号输入端口、电压信号输入端口、电流互感器、调理电路、电压互感器、过零比较电路、锁相电路、相位差计算模块和比较模块，所述电流互感器的输入端通过导线与电流信号输入端口建立连接，电流互感器的输出端与调理电路建立连接，调理电路的输出端接入相位差计算模块的输入端，所述电压互感器的输入端通过导线与电压信号输入端口建立连接，电压互感器的输出端连接过零比较电路的输入端，过零比较电路的输出端与锁相电路的输入端建立连接，锁相电路的输出端接入相位差计算模块，相位差计算模块的输出端连接比较模块的输入端，比较模块的输出端与第一功率开关管的栅极建立连接。通过电流和电压的采样，对电路进行反馈调节，反应实时电压和电流的数值，使补偿电路具有实时性，补偿效果更佳。
所述静态补偿电路包括第一补偿电容和第二补偿电容，所述第一补偿电容并联接入原线圈的输入端和输出端之间，第二补偿电容并联接入副线圈输入端和输出端之间，采用传统的静态补偿结构，容易实现。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：所述动态补偿电路的的粗调电路部分，具有离散的特点，主要进行拟定式调节，粗调电路部分主要依据电路中的功率因数来控制补偿电容的切入与断开，良好的控制功率开关管的开通和关断可以在相对较小的范围进行加入谐振部分的电容值，微调电路部分的可调电容进行无级微调，进行的是电气控制，输入小数值电容量，微调动态电容值大小的调节是用控制开关管导通角来调节注入电路的微调电感值。这样两部分补偿电容和静态补偿电路共同完成负载变化情况的补偿。调节效果十分良好，精确度高，使用变化的负载系统，应用场合较为广泛，对于高速高频的松耦合旋转情况也同样起到准确补偿的作用，控制简单灵活。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是本实用新型粗调驱动块结构示意图；
图3是本实用新型微调驱动块结构示意图。
图中 1、松耦合变压器，2、静态补偿电路， 4、粗调电路，4-1、功率开关管，4-2、补偿电容，4-3、粗调驱动块，5、微调电路，5-1、微调电容，5-2、微调驱动块，6、电流信号输入端口，7、电压信号输入端口，8、第一补偿电容，9、第二补偿电容。
具体实施方式
结合附图说明本实施方式：本实施方式的松耦合变压器的电容的联合补偿系统，包括松耦合变压器1、静态补偿电路2和动态补偿电路，所述动态补偿电路包括原边动态补偿电路和副边动态补偿电路，所述原边动态补偿电路包括粗调电路4和微调电路5，所述粗调电路包括若干功率开关管4-1、若干补偿电容4-2和若干粗调驱动块4-3，所述功率开关管4-1与补偿电容4-2的数量的数量相同，每个功率开关管4-1的集电极与原边绕组的输入端建立连接，每个功率开关管4-1的发射极串联一个补偿电容4-2后与原边绕组的输出端建立连接，每个功率开关管4-1的栅极与粗调驱动块4-3的输出端建立连接，每个粗调驱动块4-3的输入端通过导线与原边绕组的输入端建立连接；所述微调电路5括微调电容5-1和微调驱动块5-2，所述微调驱动块5-2的输入端通过导线与原边绕组的输入端建立连接，微调驱动块5-2的输出端串联微调电容5-1后与原边绕组的输出端建立连接。
所述副边动态补偿电路结构与原边动态补偿电路结构相同。
每个粗调驱动块4-3的结构均相同，所述粗调驱动块4-3包括功率检测模块和驱动模块，粗调驱动块的输入端通过导线与功率检测模块的输入端建立连接，功率检测模块的输出端通过导线与驱动模块的输入端建立连接，驱动模块的输出端通过导线与粗调驱动块的输出端建立连接。
所述微调驱动块5-2包括电流信号输入端口6、电压信号输入端口7、电流互感器、调理电路、电压互感器、过零比较电路、锁相电路、相位差计算模块和比较模块，所述电流互感器的输入端通过导线与电流信号输入端口建立连接，电流互感器的输出端与调理电路建立连接，调理电路的输出端接入相位差计算模块的输入端，所述电压互感器的输入端通过导线与电压信号输入端口建立连接，电压互感器的输出端连接过零比较电路的输入端，过零比较电路的输出端与锁相电路的输入端建立连接，锁相电路的输出端接入相位差计算模块，相位差计算模块的输出端连接比较模块的输入端，比较模块的输出端与第一功率开关管的栅极建立连接。
所述静态补偿电路2包括第一补偿电容8和第二补偿电容9，所述第一补偿电容8并联接入原边绕组的输入端和输出端之间，第二补偿电容9并联接入副边绕组输入端和输出端之间。
所述静态补偿电路可以采取传统的初级串联补偿电路、次级串联补偿电路和次级并联补偿电路。
所述松耦合变压器1的原线圈接入逆变器，副线圈接入可变负载，所述粗调电路部分的的功率检测模块检测电路中的功率因数后，将信号传输至驱动模块，驱动模块根据功率因数的不同控制功率开关的通断，从而对补偿部分的电容值进行调控，微调电路部分通过调节微调电容电容值，微调电路部分的微调驱动块的电流互感器采集电流信号，同时转换为电压信号，通过调理电路使得电压等级满足电压互感器信号的要求，进入相位差计算环节。同时通过电压互感器采集电压信号，通过过零比较电路之后确定的相位与电流信号转换来的电压信号进行相位差计算。通过改相位差的数值的得出，并和标准驱动信号相比较得到新的驱动信号来控制功率开关管的导通情况，来满足补偿条件。

Claims (5)

1.松耦合变压器的电容的联合补偿系统，包括松耦合变压器（1）、静态补偿电路（2）和动态补偿电路，其特征在于：所述动态补偿电路包括原边动态补偿电路和副边动态补偿电路，所述原边动态补偿电路包括粗调电路（4）和微调电路（5），所述粗调电路包括若干功率开关管（4-1）、若干补偿电容（4-2）和若干粗调驱动块（4-3），所述功率开关管（4-1）与补偿电容（4-2）的数量的数量相同，每个功率开关管（4-1）的集电极与原边绕组的输入端建立连接，每个功率开关管（4-1）的发射极串联一个补偿电容（4-2）后与原边绕组的输出端建立连接，每个功率开关管（4-1）的栅极与粗调驱动块（4-3）的输出端建立连接，每个粗调驱动块（4-3）的输入端通过导线与原边绕组的输入端建立连接；所述微调电路（5）括微调电容（5-1）和微调驱动块（5-2），所述微调驱动块（5-2）的输入端通过导线与原边绕组的输入端建立连接，微调驱动块（5-2）的输出端串联微调电容（5-1）后与原边绕组的输出端建立连接。
2.根据权利要求1所述松耦合变压器的电容的联合补偿系统，其特征在于：所述副边动态补偿电路结构与原边动态补偿电路结构相同。
3.根据权利要求2所述松耦合变压器的电容的联合补偿系统，其特征在于：每个粗调驱动块（4-3）的结构均相同，所述粗调驱动块（4-3）包括功率检测模块和驱动模块，粗调驱动块的输入端通过导线与功率检测模块的输入端建立连接，功率检测模块的输出端通过导线与驱动模块的输入端建立连接，驱动模块的输出端通过导线与粗调驱动块的输出端建立连接。
4.根据权利要求3所述松耦合变压器的电容的联合补偿系统，其特征在于：所述微调驱动块（5-2）包括电流信号输入端口（6）、电压信号输入端口（7）、电流互感器、调理电路、电压互感器、过零比较电路、锁相电路、相位差计算模块和比较模块，所述电流互感器的输入端通过导线与电流信号输入端口建立连接，电流互感器的输出端与调理电路建立连接，调理电路的输出端接入相位差计算模块的输入端，所述电压互感器的输入端通过导线与电压信号输入端口建立连接，电压互感器的输出端连接过零比较电路的输入端，过零比较电路的输出端与锁相电路的输入端建立连接，锁相电路的输出端接入相位差计算模块，相位差计算模块的输出端连接比较模块的输入端，比较模块的输出端与第一功率开关管的栅极建立连接。
5.根据权利要求4所述松耦合变压器的电容的联合补偿系统，其特征在于：所述静态补偿电路（2）包括第一补偿电容（8）和第二补偿电容（9），所述第一补偿电容（8）并联接入原边绕组的输入端和输出端之间，第二补偿电容（9）并联接入副边绕组输入端和输出端之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108110750A (zh) * 2017-11-14 2018-06-01 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于松耦合设计的小干扰稳定分析建模方法
CN113541155A (zh) * 2021-06-23 2021-10-22 上海电机学院 一种自适应型工厂用功率因数万用补偿方法、装置

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