CN216121808U - 一种无功发生器调节电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于无功发生器技术领域，公开了一种无功发生器调节电路，包括第一绝缘栅双极晶体管组、第二绝缘栅双极晶体管组、直流电容组、开关滤波器和限流电抗器，所述第一绝缘栅双极晶体管组和所述第二绝缘栅双极晶体管组与所述直流电容组并联，所述限流电抗器的输入端与所述第一绝缘栅双极晶体管组电性连接，所述限流电抗器的输出端分别与所述开关滤波器的一端和火线L电性连接，所述第二绝缘栅双极晶体管组、所述直流电容组和所述开关滤波器的另一端与零线N电性连接。本实用新型简化无功电路结构，提高电无功路可控制性，提高无功补偿容量。
Description
技术领域
本实用新型属于无功发生器技术领域，尤其涉及一种无功发生器调节电路。
背景技术
无功发生器应用于电力系统中来提高电网的经济效益和改善供电质量，特别是对于低压配电系统，以非线性整流负载及大量的感性负载为主，负荷输出变化频繁，需要快速响应的可调无功功率来补偿负荷需要，维持系统的无功平衡，保证系统运行在高功率因数状态下，减少损耗，提高系统的运行效率。
现有技术的无功发生器在电网系统的应用运行中，电路结构复杂且占用空间大，可控性较差，补偿容量较低，这种情况需要改变。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种无功发生器调节电路，以解决上述背景技术中所提到的问题。
为实现以上实用新型目的，采用的技术方案为：
一种无功发生器调节电路，包括第一绝缘栅双极晶体管组、第二绝缘栅双极晶体管组、直流电容组、开关滤波器和限流电抗器，所述第一绝缘栅双极晶体管组和所述第二绝缘栅双极晶体管组与所述直流电容组并联，所述限流电抗器的输入端与所述第一绝缘栅双极晶体管组电性连接，所述限流电抗器的输出端分别与所述开关滤波器的一端和火线L电性连接，所述第二绝缘栅双极晶体管组、所述直流电容组和所述开关滤波器的另一端与零线N电性连接。
本实用新型进一步设置为：所述第一绝缘栅双极晶体管组包括两个串联的第一IGBT晶体管和第二IGBT晶体管，所述第二绝缘栅双极晶体管组包括两个串联的第三IGBT晶体管和第四IGBT晶体管，所述直流电容组包括两个串联的第一直流电容和第二直流电容。
本实用新型进一步设置为：所述第一IGBT晶体管和所述第二IGBT晶体管的串联结点X与所述限流电抗器的输入端电性连接，所述第三IGBT晶体管和所述第四IGBT晶体管的串联结点Y以及所述第一直流电容和所述第二直流电容的串联结点Z与零线N电性连接。
本实用新型进一步设置为：所述开关滤波器包括RC低通滤波器和LC谐振滤波器，所述RC低通滤波器和所述LC谐振滤波器并联。
本实用新型进一步设置为：所述RC低通滤波器包括相串联的第一滤波电容和滤波电阻，所述LC谐振滤波器包括相串联的第二滤波电容和滤波电感。
本实用新型进一步设置为：所述LC谐振滤波器的谐振频率与所述第一绝缘栅双极晶体管组和所述第二绝缘栅双极晶体管组的开关频率相同。
本实用新型进一步设置为：所述限流电抗器由铁硅磁粉芯软磁材料制成，所述第一直流电容和所述第二直流电容为牛角铝电解电容器。
本实用新型进一步设置为：所述第一绝缘栅双极晶体管组和所述第二绝缘栅双极晶体管组一体封装成形。
综上所述，与现有技术相比，本实用新型公开了一种无功发生器调节电路，第一绝缘栅双极晶体管组和第二绝缘栅双极晶体管组与直流电容组并联，限流电抗器的输入端与第一绝缘栅双极晶体管组电性连接，限流电抗器的输出端分别与开关滤波器的一端和火线L电性连接，第二绝缘栅双极晶体管组、直流电容组和开关滤波器的另一端与零线N电性连接。即通过此设置，简化电路结构，提高电路可控制性，提高无功补偿容量。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实施例提供的一种无功发生器调节电路的电路图。
附图标记：1、第一绝缘栅双极晶体管组；11、第一IGBT晶体管；12、第二IGBT晶体管；2、第二绝缘栅双极晶体管组；21、第三IGBT晶体管；22、第四IGBT晶体管；3、直流电容组；31、第一直流电容；32、第二直流电容；4、开关滤波器；41、RC低通滤波器；411、第一滤波电容；412、滤波电阻；42、LC谐振滤波器；421、第二滤波电容；422、滤波电感；5、限流电抗器；6、补偿开关组；61、电感补偿支路开关；62、电容补偿支路开关。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，上面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
一种无功发生器调节电路，如图1所示，包括第一绝缘栅双极晶体管组1、第二绝缘栅双极晶体管组2、直流电容组3、开关滤波器4和限流电抗器5，第一绝缘栅双极晶体管组1和第二绝缘栅双极晶体管组2与直流电容组3并联，限流电抗器5的输入端与第一绝缘栅双极晶体管组1电性连接，限流电抗器5的输出端分别与开关滤波器4的一端和火线L电性连接，第二绝缘栅双极晶体管组2、直流电容组3和开关滤波器4的另一端与零线N电性连接。
在具体实施过程中，第一绝缘栅双极晶体管组1和第二绝缘栅双极晶体管组2一体封装成形，即通过此，缩短晶体管间的排布距离，节约了占用空间，保证其工作电压尖峰最小，降低了电压变化率和电流变化率，提高了抗干扰能力。
进一步的，通过第一绝缘栅双极晶体管组1和第二绝缘栅双极晶体管组2与直流电容组3并联，且直流电容组3包括两个串联的第一直流电容31和第二直流电容32，来降低电容间的等效串并联电阻，在减小空间占比的效果下，进一步的降低了电路损耗，从侧面提高了无功补偿容量。
在本实施例中，第一绝缘栅双极晶体管组1包括两个串联的第一IGBT晶体管11和第二IGBT晶体管12，第二绝缘栅双极晶体管组2包括两个串联的第三IGBT晶体管21和第四IGBT晶体管22，第一IGBT晶体管11和第二IGBT晶体管12的串联结点X与限流电抗器5的输入端电性连接，第三IGBT晶体管21和第四IGBT晶体管22的串联结点Y以及第一直流电容31和第二直流电容32的串联结点Z与零线N电性连接。
需要说明的是，IGBT晶体管即为绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，通过两个IGBT晶体管的串联组合构成电压桥臂，配合与之并联的电容组储能元件，实现对电路的无功补偿和输出。
需要说明的是，限流电抗器5可视为串联在相并联的第一绝缘栅双极晶体管组1、第二绝缘栅双极晶体管组2和直流电容组3与火线L间，通过限流电抗器5限制电网系统的合闸涌流、高次谐波及短路故障电流，提高调节电路的可控性。
在具体实施过程中，开关滤波器4包括RC低通滤波器41和LC谐振滤波器42，RC低通滤波器41和LC谐振滤波器42并联，RC低通滤波器41包括相串联的第一滤波电容411和滤波电阻412，LC谐振滤波器42包括相串联的第二滤波电容421和滤波电感422，即通过RC低通滤波器和LC谐振滤波器过滤高频谐波，提高调节电路降噪效果，保持电路稳定，提高可控性。
进一步的，LC谐振滤波器42的谐振频率与第一绝缘栅双极晶体管组1和第二绝缘栅双极晶体管组2的开关频率相同，即将LC谐振滤波器42的谐振频率选定为IGBT的开关频率，保证输出电流中的开关纹波含量最低，提高无功补偿容量。
其中，限流电抗器5由铁硅磁粉芯软磁材料制成，第一直流电容31和第二直流电容32为牛角铝电解电容器。
在本实施例中，包括补偿开关组6，补偿开关组6的一端与限流电抗器5的输入端电性连接，补偿开关组6的另一端与火线L电性连接，补偿开关组6由相并联的电感补偿支路开关61和电容补偿支路开关62组成，即通过并联的电感补偿支路开关61和电容补偿支路开关62，实现感性无功补偿和容性无功补偿间的切换，保证无功发生器在全容量范围内实现无功补偿，提高其可靠性和经济性。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型公开了一种无功发生器调节电路，第一绝缘栅双极晶体管组1和第二绝缘栅双极晶体管组2与直流电容组3并联，限流电抗器5的输入端与第一绝缘栅双极晶体管组1电性连接，限流电抗器5的输出端分别与开关滤波器4的一端和火线L电性连接，第二绝缘栅双极晶体管组2、直流电容组3和开关滤波器4的另一端与零线N电性连接，开关滤波器4包括RC低通滤波器41和LC谐振滤波器42，RC低通滤波器41和LC谐振滤波器42并联，RC低通滤波器41包括相串联的第一滤波电容411和滤波电阻412，LC谐振滤波器42包括相串联的第二滤波电容421和滤波电感422。即通过此设置，简化电路结构，提高电路可控制性，提高无功补偿容量。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种无功发生器调节电路，其特征在于：包括第一绝缘栅双极晶体管组、第二绝缘栅双极晶体管组、直流电容组、开关滤波器和限流电抗器，所述第一绝缘栅双极晶体管组和所述第二绝缘栅双极晶体管组与所述直流电容组并联，所述限流电抗器的输入端与所述第一绝缘栅双极晶体管组电性连接，所述限流电抗器的输出端分别与所述开关滤波器的一端和火线L电性连接，所述第二绝缘栅双极晶体管组、所述直流电容组和所述开关滤波器的另一端与零线N电性连接。
2.如权利要求1所述的一种无功发生器调节电路，其特征在于，所述第一绝缘栅双极晶体管组包括两个串联的第一IGBT晶体管和第二IGBT晶体管，所述第二绝缘栅双极晶体管组包括两个串联的第三IGBT晶体管和第四IGBT晶体管，所述直流电容组包括两个串联的第一直流电容和第二直流电容。
3.如权利要求2所述的一种无功发生器调节电路，其特征在于，所述第一IGBT晶体管和所述第二IGBT晶体管的串联结点X与所述限流电抗器的输入端电性连接，所述第三IGBT晶体管和所述第四IGBT晶体管的串联结点Y以及所述第一直流电容和所述第二直流电容的串联结点Z与零线N电性连接。
4.如权利要求1所述的一种无功发生器调节电路，其特征在于，所述开关滤波器包括RC低通滤波器和LC谐振滤波器，所述RC低通滤波器和所述LC谐振滤波器并联。
5.如权利要求4所述的一种无功发生器调节电路，其特征在于，所述RC低通滤波器包括相串联的第一滤波电容和滤波电阻，所述LC谐振滤波器包括相串联的第二滤波电容和滤波电感。
6.如权利要求4所述的一种无功发生器调节电路，其特征在于，所述LC谐振滤波器的谐振频率与所述第一绝缘栅双极晶体管组和所述第二绝缘栅双极晶体管组的开关频率相同。
7.如权利要求2所述的一种无功发生器调节电路，其特征在于，所述限流电抗器由铁硅磁粉芯软磁材料制成，所述第一直流电容和所述第二直流电容为牛角铝电解电容器。
8.如权利要求1所述的一种无功发生器调节电路，其特征在于，所述第一绝缘栅双极晶体管组和所述第二绝缘栅双极晶体管组一体封装成形。
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