TWI239439B - Reactive power compensating device - Google Patents

Description

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案號 93107981 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域] 本發明係關於一種虛功補償狀 系統中利用一交流電力電宏π = 一 ’ /、特別有關於輪配電 並接於輸配電系統以補償虛：之；：能轉換器串聯連接後 【先前技術】 習用之輸配電系統其負盤女却^ 、月戰大部份為電感性，因生 系統的落後功因，為了補償落饴分ra ^ 向易仏成 大流方能傳送相同之實功率，因而降低該輸以;: 之傳輸效率、，，且增大負載端之電壓調整率。電力公司及用 戶為了克服前述問題，一般在輸配電系統上加入交流電力 電容器並聯於系統以便提供超前虛功，而提高整體系统的 功因。根據研究，輸·配電系統中使用交流電力電容器的容 .量約為電力系統總容量的2 5 %到3 5 %，有些系統甚至高達 5 0%。然而交流電力電容器並聯到系統上，其補償虛功 固定不變，無法隨負載變動，這將造成輕載時過補償 生高電壓，此高電壓可能破壞其他用電設備。另外，近年 來由於ILir J色負一赛使用的增加，造成諧波嚴重污染，！電 力系統中最易受諧波污染破壞的裝置為交流電力電容器， 交流電力電容器可能與系統阻抗產生串/並聯諧振，容易 引起鄰近非線性負載之諧波注入而造成交流電力電容器過 載破壞，而影響電力品質，降低供電的可靠度。 為了解決交流電力電容器可能產生之諧振問題，第一解 決方法為提高交流電.力電容器耐壓等級，如此可避免交流 .電力電容器因諧振過電壓而破壞，然而它並未解決諧振問

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五、發明說明（2) - 題，因此可能造成鄰.近電力設備之破壞。另一解決方法為 利用保遵裝置在父流電力電容器電壓或過電流時將交流^ 力電容器切離電源系統，然而此法將使得虛功補償功能= 失。 又 由於定值之交流電力電容組所提供之虛功量為固定，盔 法隨負载變動而调整，常常在輕載時造成功因超前而 過高之電壓。為了使交流電力電容器組提供之虛功量 負載變動，以避免在輕載時過補償’產生高電壓，美^ 利US5, 969, 509及US6, 462, 51 9B1提出閘流體控制交添== 電容器，利用閘流體來控制切入配電系統之電容量缺 而’其補償之虛功量為步階，無法線性調整。而二國= 旧5,672,956提出固定交流電力電容器閘控電抗哭、，回專利 閘流體串聯連接一電抗器再並聯接到交流電力几電^哭用 •藉由控制閘流體觸發角可線性調整補償虛功旦，^裔、、& ’ 會產生諧波問題。上述兩種方法均仍使=二= 器，並接於配電系統上，所以這些方法;;7電力電容 i及鄰近諧波電流注入問題。 …λ # 為了解決交流電力電容器應用在虛功補 國專利US51 87427及US532922 1利用單—雷〜 的問題’美 補償虛功量，如圖一所示，其利用一組柃換，來產生 元件組經濾波電感連接到電源系統，其2 ^甩力電子開關 流直流電容器器’藉由橋式電力電子開關:直 該電能轉換器可提供超前或落後之虛功量，干、、且之控制， 量可線性調整，且該·電能轉換器不會蛊二丄其提供之虛功 • /、電源系統產生串/

1239439 曰 一修正 PJt 93107〇q| 五、發明說明（3) 並聯，振，亦不會引.起鄰近非線性 .於該專利只電能轉換器來提供的。然而由 電能轉換器之容量必須包含負载所需之虛功量，^ 該電能轉換器需要非常大的容量，使其以ΐ!量，因此 難度較高’因而限制其實用性。技術上；：：貝且技術困 US5642275提出多準位疊接轉換器^5吴國專利 格仍然昂貴。 石解決，然而其價 它可利用 它可避免 該虛功補 有鑑於此，本發明乃提出一種虛功補償裝置 一新架構之電能轉換器與交流電力電容器串聯 ί Τι it : : Ξ產生之諧振及諧波注入等問題，該虛功補 電能轉換器具有低容量，較少電力電子開關 兀件專優點，因此成·本遠低於專利吖51 87427、US532922 1 及US5642275等利用單一電能轉換器組成之虛功補償裝 置。

【發明内容】 P

本發明主要目的係提供一虛功補償裝置，其利用一交1 電力電容裔與一電能轉換器串聯組成，可提供一趨於超前 電源電壓90度之弦波電流’該電能轉換器係由一橋式電力 電子開關元件組’一直流電容器’一高頻漣波濾波器組及 一控制斋組成’而該電能轉換器可採用較少的電力電子開 關元件（少一臂之橋式架構）。該橋式架構電力電子開關元 件組應用在早相配電糸統日守只需兩個電力電子開關元件 (一臂），该橋式架構電力電子開關元件組應用在三相三線 式配電系統時只需四個電力電子開關元件（兩臂）；該橋式

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皇號 93lf!7QR1 五、發明說明（4) $構電力電子開關元件組應用 需使用6個電力電子開關元件（ •，轉換器架構少兩個電力電子 器之架構可減少電力電子開關 本發明之次要目的係提供一 較小容量之電力能轉換器串聯 功補償裝置之諧振及鄰近諧波 本發明之另一次要目的係提 較小容量之電力轉換器串 供一可在一設定範圍内隨負載 【實施方式】 在三相四線式配電系统時只 二臂）’其架構均較傳絶\ 開關元件’因此該電能轉"換 元件使用數量。 ' 虛功補償裝置，其可利用— 於交流電力電容器以避免广 電流注入問題。 变 供一虛功補償裝置，其可 聯於交流電力電容器，以提 變化而變化之補償虛功量。 1了讓本發明之上述和其他目的特徵及優點能更明 了解，下文將特舉本發明之較佳實施並配合？ 示，做詳細說明如下。 附圖 々圖2所不為本發明虛功補償裝置之第一較佳實施例，^ 第=較佳實施例為本發明虛功補償裝置應用於三相三線^ 配電系統。該電源1供應三相電力供給負載。 請再參考圖2所示本發明虛功補償裝置之第一較佳實施 例’该虛功補償裝置包含一交流電力電容器2 0及_電能 換器2 1串聯連接，由於該第一較佳實施例應用於三相二 式配電系統，因此該交流電力電容器2〇包含三組交流^力 電容器，該—I流電力f容器 抵擋大部份電源！電壓之基本波成份，以降低該電能轉換i 器21之容量，且可用以阻隔該電能轉換器21產生之直流電

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月 曰 修正 1 4私此轉換器2 1.用以避免交流電力電容器2 0產生之諧 #波主^等問題，或用以使虛功補償裝置2能提供一 ^ _ μ =疋範圍内隨負载變化而變化之補償虛功量。該電 月一匕杜έ、5 1包含^直流電容器2 1 0 ’ 一橋式電力電子開關 =士 j w/一南頻漣波濾波器2 1 2，及一控制器2 1 3。該 直流電容器2 1 〇作為一沐曰广 姑φ处μ ^ 马 犯1緩衝器，並提供一直流電壓使 5 Γ由此一雔卷裔Γ能正常操作；該橋式電力電子開關元件組 气加槿中又^橋式架構之電力電子開關元件組成，雙臂橋 包含兩個電力電子開關元件，每-個電力 架構包含兩直流端點及：。一二極體組成，該雙臂橋式 而點及兩父流端點，每一臂橋式架構中兩 ΠίΠ開關元件·連接處為交流端‘點，該橋式架構另外 .為Ϊ量緩ίΐ點：該直流電容器210連接到該直流端點作 :ρ / Γ态，亚建立一直流電壓供給該電能轉換器21正 作 '該高頻漣波濾波器212為一電感器用以濾除該g “子開關7L件組2 1 1切換所產生之高頻漣波電流，該押 = 213用以產生驅動信號控制電力電子開關元件組之ς 分作。本發明虛功補償裝置2之第一較佳實施例中由於 广電能轉換器21與交流一電力電容器2〇串聯後再連接至電源 ，由於父流電力電容器20可有效阻隔直流電壓，所以註 抵:b轉換态2 1應用於三相三線式配電系統時僅需使用雙: 橋式電力一電子開關元件組211 ;三相三線式配電系統中電 $ 1包3二條電力饋線，該三條電力饋線中之任兩條電力 貝、水刀另J、、、i η亥父流電力電容器2 q内任兩組電力電容器，再

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_案號 93107QR1 五、發明說明（6) t f ί接到雙臂橋式架構電力電子開關元件組21 1之該兩 =二鈿點而電源1之另一條電力饋線則經該交流電力電 :态2J内另Μ電力電容器後連接到該電能轉換器2工之直 器210之負端，藉由雙臂橋式架構電力電子開關元 二、、且/之切一換可控制該兩相提供之虛功電流，由於三相 :線i ϊ t三相電流和為零，因此若連接到該雙臂橋式架 沾t电“電:開關元件組211之兩相電流能控制得到正確 士亚：電流里’則該虛功補償裝置2之第三相亦能得到正 &=二功電=，该二相虛功電流注入三相電力饋線後可以 提升輸入功率因數或控制負載3之端電壓。 了以 請再參考圖2所示本發明虛功補償裝置2之第_較佳實施 :番Ϊ於交ΐ電力電容器20與-電能轉換器21串聯，藉由 =^此轉換态2 1之控，制可使該虛功補償器2產生一 可變振幅之基本波虛功電流，因此可避 振 與電源丨之系統電抗產生魏及鄰 ^力 ΠΪ電流注入問題；而該電能轉換器21則因為有該交泉 !丄電容器20存在’可降低該電能轉換器21内該L;; ^明虛功補償裳置2更易於實用在配電 使 交流電力電容器20可阻隔直流成❾，因此該電 =轉換态21之橋式電力電子開關元件組21 i可減少一臂電 ^ ’即可減少兩個電力電子開關元件，該電源1复中之一 :線可不經控制直接連接至該直流電容器21〇之負端，因 匕可壤本發明虛功補償裝置2可更降低成本’因&，本發

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U，置2與美國專利US518?427及 ίΓί器作為虛功補償技術具有更低成本之; m;由於：交流電力電容器2〇可阻隔正值的直^ l之第:二的直流電壓，因此本發明虛功補償裝 ㊁容哭I。中該電源1其中之-饋線經交流電力

Lv二i:: 器後可不經電力電子開關元件 組m控制直接連接到該直流電容器21 =明第-較佳實施例中虛功補償裝置2可以藉由電能

m21:控制產生一固定振幅之基本波虛功電流，而避 =功補W置2《交流電力電容器2 0所可能產生之諧振 及鄰近諧波電流注入問題。第3圖揭示本發明第一較佳 施例：虛功補償裝置2為達到此目的時之電能轉換器21之 控：：2,:3之方塊圖0該第一較佳實施例之虛功補償裝置2 之！月匕轉換益21採用電流控制式，其原理為利用該電▲轉 換益2 1之控制來強迫該虛功補償裝置2流過之電流只含有 固定振幅之基本波虛功電流，由於流過該虛功補償裝置2 之電流為一基頻之正弦波，因此可避免該產生之諧振及諧 波注入等而造成之諸波破壞。

明爹第2及3圖所不，本實施例中虛功補償裝置2之電 能*轉換器2 1之控制器2 1 3其參考電流信號由二個控制信號 \及^組成，該第一控制信號&為一固定振幅且相位超前 電源1電壓9 0度之弦波，其振幅為交流電力電容器2 〇之導 納與電源1之相電壓乘積，該電源丨電壓分別經一帶通濾波

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五、發明說明（8) 器3 0 0取出其基本波成份，該基本波成份再送入一 大電路301作90度超前之相位移且調整其振幅為六 .電容器2 0之導納與電源1之相電壓乘積，該相移1 = 3 0 1輸出為第一控制信號\。該第二控制信號民主用弘路 電能轉換器2 1直流側直流電容器2丨〇之穩壓用， 能轉換器2 1本身會有功率損耗，所以該電能轉換器2 1〜電 流側之直流電容器2 1 0上之電壓將會上升或下降， 持該電能轉換器2 1正常操作，其直流側電壓必須維一 ^值，因此該電能轉換器2 1必須從電源系統j吸收或送回^ 實功，亦即必須產生具有與該電源丨電壓相同相位之基本 波電流，為達此目的，該電能轉換器21之直流侧電壓^經 出後與其設定電壓送到一減法器3〇2相減，該減法器3〇2 = 減結果运到一第一控制器3〇3，該第一控制器3〇3輸出與 該帶通濾波器300輸出之基本波信號送到一乘法器3〇4相 乘’即可得到第二控制信號&。將二個控制信號&及 到一加法器3 0 5相加可得到參考信號，該參考信號與該電 能轉換1§ 21之輸出電流送到一減法器3〇6相減，該減法器 30 6之^輸出送到一第二控制器3〇7得到一調變信號，該第°二 控制為307輸出之調變信號送到一脈寬調變電路3〇8產生— 脈寬=變信號，最後再將該脈寬調變電路3〇8產生之脈寬 調變信號送到一驅動電路3〇9產生該電能轉換器21之驅 信號。 初 本發明第一較佳實施例中虛功補償裝置2亦可以藉由該 電能轉換器21之控制產生一可在一設定範圍内隨負載變化

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而改變其振幅之基本.波虛功電流，因此該虛功補晉 .可產生一特定範圍内線性調整補虛功量。第4圖w 明第一較佳實施例中虛功補償裝置2為達到此目的時: 能轉換器2 1之控制器2 1 3之方塊圖。該第一較佳每 =

功補償裝置2之電能轉換器2 1採用電流控制式，= 利用該電能轉換器2 1之控制來強迫該虛功補償裝置^产過 之電流只含有基本波，藉由調整該基本波電流幅L可 整該虛功補償裝置2所提供之虛功量，且由於流過該混合，周 式虛功補償裝置之電流為一基頻之正弦波，因此可避免該 虛功補償裝置2受諧波破壞。請參照第2及4圖所示，本 施例中該電能轉換器21之控制器213其參考電流信號由二 個控制k號8!及民組成，該第一控制信號&是用來完成虛 功調整之功能，由於該電能轉換器21為電流控制模式，因 此名第一控制栺號S!必須為超前電源}電壓9 〇度之基本波 信號，該負載電流與該電源1電壓分別經一第一帶通濾!波 器400及一第二帶通濾波器401取出其基本波成份送入一虛 功計异電路402計算出該虛功補償裝置2所需補償之虛功 電流之振幅。而為了決定提供虛功電流之波形，該第二帶 通濾波器401輸出之電源1電壓基波成份亦送到一相移電路 4 0 產生超岫90度之基本波信號，將該相移電路4〇3與虛功 計算電路402之輸出送到一乘法器4〇4相乘可得到第一控制 k iitSi。该第二控制信號S2主要用來作該電能轉換器2丨直 流側電容器2 1 0之穩壓用。由於該電能轉換器2丨本身會有 功率損耗，所以該電·能轉換器21之直流側直流電容器21Q

1239439 案號931(17⑽1 年 月 修正 五、發明說明（10) ' •上之電壓將會上升或下降，為了維持該電能轉換器2 1正常 操作，其直流側電壓必須維持一穩定值，因此該電能轉換 器2 1必須從電源1吸收或送回實功，亦即必須產生具有與 該電源1電壓相同相位之基本波電流，為達此目的，該電 能轉換器2 1之直流側電壓經檢出後與其設定電壓送到一減 法器40 5相減，該減法器405相減結果送到一第一控制器 40 6，該第一控制器4〇6輸出與該第二帶通濾波器401輪出 之基本波信號送到一乘法器407相乘，即可得到第二控制 k號S2。將二個控制信號&及民送到一加法器4 〇 8相加可得 到參考信號，該參考信號與該電能轉換器21之輸出電流送 到一減法器409相減，該減法器409之輸出送到一第二控制

.器41 0得到一調變信號，該第二控制器4丨〇輸出之調變信號 送到一脈寬調變電路411產生一脈寬調變信號，最後再將U 該脈寬調變電路411產生之脈寬調變信號送到一驅動t 41 2產生該電能轉換器2丨之驅動信號。 一 請參考第5圖所示為本發明虛功補償裝置5之第二較佳實 施例’遠第二較佳實施例為本發明虛功補償裝置5應用於 單相兩線式配電系。該電源1供應單相電力供給負載。 請再參考圖5所示本發明虛功補償裝置5之第二較佳實施 例’该虛功補償裝置5包含一交流電力電容器5 〇及一電能 轉換器5 1串聯連接，由於該第二較佳實施例應用於單相兩 線式配電系統，因此.該交流電力電容器5 〇包含一組電力電 .容器’該交流電力電容器50用以提供一基本虛功量，並抵 擋大部份電源1電壓之基本波成份，以降低該電能轉換器一

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1239439 __室J虎 93107___年月日__ 五、發明說明（12) 容器5 0，再連接到該單臂橋式架構電力電子開關元件組 5 1 1之該交流端點，而電源1之另一條電力饋線則直接連接 到該電能轉換器5 1之直流電容器5 1 0之負端，藉由該單臂 橋式架構電力電子開關元件組5 1 1之切換即可控制該虛功 補償裝置5之虛功電流，該虛功電流注入單相電力饋線後 可以提升輸入功率因數或控制負載3之端電壓。 請再參考圖5所示本發明虛功補償裝置之第二較佳實施 例，由於交流電力電容器5 〇與一電能轉換器5 1串聯，藉由 該電能轉換器5 1之控制可使該虛功補償器5產生一固定振 ，幅或可變振幅冬基本波虛功電流，因此可避免該交流電力 電容器5 0與電源i之系統電抗產生諧振及鄰近非線性負氣 之諧波電流注入問題；而該電能轉換器5丨則因為有該交流 電力電容器5 0存在，可降低該電能轉換器5丨内該直流電容 器5 1 0之操作電壓，並降低整體電能轉換器5丨之容量，·:使二 本發明虛功補償裝置5更易於實用在配電系統降低成本《 且由於該交流電力電容器50可阻隔直流成份，因此，該電 能轉換器5 1之該橋式電力電子開關元件組5丨1可減少一臂 電橋，即可減少兩個電力電子開關元件，該單相電源1之 一鎮線可不經控制直接連接至該直流電容器5 1 0之負端， 因此可讓本發明虛功補償裝置5可更降低成本。此外，由 =该父流電力電容器·5 〇可阻隔正值的直流電壓，亦可阻 ，土值的直流電壓，因此本發明虛功補償裝置5之第二較 佳貫施例中該電源丨之一饋線可不經電力電子開關元件組 5 11控制直接連接到該直流電容器5丨〇之負端亦可改為直接

1239439 --- 案號 931 07狀1 五、發明說明（13) 年 月—曰 I工 連接到該直流電容器5 1 0之正端，亦可達到相同之效果。 圖6所示為本發明虛功補償裝置6之第三較佳實施例，該 第三較佳實施例為本發明虛功補償裝置6應用於三相四線" 式配電系統。該電源i供應三相電力供給負載。

凊再參考圖6所示本發明虛功補償裝置之第三較佳實施 例 亥虛功補彳員裝置6包含一交流電力電容器6 〇及一電能 轉換器6 1串聯連接，由於該第一較佳實施例應用於三相四 f式配電系統，因此·該交流電力電容器6 〇包含三組電力電 容器’該交流電力電容器60用以提供一基本虛功量，並抵 t大u卩份電源1電壓之基本波成份，以降低該電能轉換器 6胃1之容量，且可用以阻隔該電能轉換器6丨產生之直流電 壓 >，该電能轉換器6 1用以避免交流電力電容器產生之諧振 及拍，注入等問題，或用以使虛功補償裝置能提供一可在

。又疋範圍内隨負載變化而變化之補償虛功量。該電良廣 換器61包含f直流電容器610，一橋式電力電子開關 組1 / 一高頻漣波濾波器6 1 2，及一控制器61 3。該直流 ，容為6j 0作為一能量緩衝器，並提供一直流電壓使該電 能轉換器6 1能正常操作；該橋式電力電子開關元件組6 π 由一 f臂橋式架構之·電力電子開關元件組成，三臂橋式架 構中每一臂包含兩個電力電子開關元件，每一個電力電子 開關元件由一功率晶體與一二極體組成，該三臂橋式架構 包含兩直流端點及三交流端點，每一臂橋式架構中兩個電 力包子開關TL件連接處為交流端點，該橋式架構另外兩 為直流编點，該直流電容器6 1 0連接到該直流端點作為能

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_寒號 93107QS1 五、發明說明（14) S緩衝器，並建立一直流電壓供仏 作；該高頻漣波濾波器612為一咸二兒能轉換器61正常操 子開關元件組61 1切換所產生=攻益用以濾除該電力電 6 1 3用以產生驅動信號控制電力；3 2波電流’該控制器 作。本發明虛功補償聲置6之 卞開關元件組之切換動 能轉換器61與交流電^帝 二較佳實施例中由於該電 由於交流電力電容器·6〇可 =再連接至電源1 ’ .轉換器61應用於三相四線式配電壓’所以該電能 電力電子開關元件組 二玉系、、先盼僅需使用三臂橋式 含三條三相電力饋綠’一目四線式配電系統中電源1包 力饋線分別經該交^ 二丨生電力饋線，該三條三相電 分別連接到三臂；；力電力J谷器60内三組電力電容器，再 個交流端點，而電^木才"力電子開關元件組6 11之該三 能轉換器6 1之直沪之中性電力镇線則直接連接到該電 電力電子開關元；：二器61:^ 功電流，由於三相之刀、可控制該三相所提供之處…迓 接到該三臂橋式架=線糸統中四線電流和為零，因此 流能控制得到三相平電j電^開關元件組611之三相電 •6之中性電力饋線带、、衣衡之虛功電流量，則該虛功補償裝置 三相平衡之虛功電將為#零’該虛功補償裝置6將提供一 輸入功率因數或扒^ '主入二相四線之電力饋線後可以提升 請再參考圖6所^則^^。 例，由於交流電力曾上押月虛力補偵裝置6之第三較佳實施 該電能轉換器61之松，器60與:電能轉換器61串聯，藉由 之控制可使該虛功補償裝置6產生一固定

^ive Continents\PK9423a. ptc 第19頁 1239439 修正

ΜΆ 93107QS1 五、發明說明 振幅或可變振巾层^ 力電容哭6(1 &士 土本波虛功電流，因此可避免該交流電 刀屯合的b 〇 Μ電源1之李 ^ 載之諧波雷、士、+ < '丁、、、 充电杬產生谐振及鄰近非線性負 、& 机，主入問題；而該電能轉換器61則因Α有兮六 流電力電容哭f)在A _ _ , 』U為有af又 容哭610之/ΓΛ 降低該電能轉換器61内該直流電 传Γ於明並降低整體電能轉換器61之容量， 本，且由於#山士+ 又勿於貝用在配電糸統降低成 今雷处鳇始ΐ父^ 電容器60可阻隔直流成份，因此， ，『61之忒橋式電力電子開關元件組611可減少 ^,,21 17可減少兩個電力電子開關元件，該電源}之 2 電=饋線可不經控制直接連接至該直流電容哭61〇之 夕Γ由可讓本發明虛功補償裝置6可更降低成本。此 夕卜二由於该交流電力電容器6〇可阻隔正 $ Ϊ 本發明虛功補償裝置6之 二!!例中該電源1之中性電力饋線可直接連接'到〜 =RirT 4奋态61〇之負端亦可改為直接連接到該直流電ι容逆 态6 1 0之正端，亦可達到相同之效果。 —f ^本發明已以前述較佳實施例揭示，然其並非用以限 ^ ^明’任何熟習·此技藝者，在不脫離本發明之精神和 _ 範圍内，可當作各種之更動與修改，因此本發明之保護範 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1239439 _案號 93107981_年月日__ 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖：習用利用單一電能轉換器來產生虛功量之線路 圖。 第2圖：本發明虛功補償裝置之第一較佳實施例圖。 第3圖：本發明第一較佳實施例控制器方塊圖（一）。 第4圖：本發明第一較佳實施例控制器方塊圖（二）。 第5圖：本發明虛功補償裝置之第二較佳實施例圖。 第6圖：本發明虛功補償裝置之第三較佳實施例圖。 圖號說明： 1 電 源 2 虛 功 補 償 裝 置 20 電 力 電 容 器 21 電 能 轉 換 器 210 直 流 電 容 器 211 電 力 電 子 開 關 元 212 南 頻 漣 波 濾 波 器 213 控 制 器 3 負 載 300 帶 通 濾 波 器 301 相 移 放 大 電 路 302 減 法 器 303 第 一 控 制 器 304 乘 法 器 305 加 法 器 306 減 法 器 307 第 二 控 制 器 308 脈 寬 調 變 電 路 309 驅 動 電 路 400 第 一 帶 通 濾、 波 器 401 第 二 帶 通 濾、 波 器 402 虛 功 計 算 電 路 403 相 移 電 路 404 乘 法 器 405 減 法 器 406 第 一 控 制 器 407 乘 法 器

C:\Logo-5\Five Continents\PK9423a.ptc 第21頁 1239439 案號 93107981 曰 修正 圖式簡單說明 4 0 8 加法器 409 411 5 51 511 513 60 610 4 1 0 第二控制器 4 1 2 驅動電路 50 電力電容器 5 1 0 直流電容器 5 1 2 兩頻連波滤波裔 6 虛功補償裝置 61 電能轉換器 611 電力電子開關元件組6 12 6 1 3控制器 減法器 脈寬調變電路 虛功補償裝置 電能轉換器 電力電子開關元件組 控制器 電力電容器 直流電容器 高頻漣波濾波器

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Claims (1)

1. 曰 12J9439 ——El|_931〇7981 六、申請專利範圍 1、—種虛功補償裝置， ^ 含： ，、料一電源糸統並聯連 -交流電力電容器級 可阻擋大部份電· ;;用以產生—基本之 心=功ΐ串聯連G該交流電力電 電流: = =產生-近似弦波: —電力電子開關元件 架構視應用之電#彡# ^、，、 /、為橋式架構 件組成； 原糸統由一到三臂之電力電 _ — :ί流電容器，做為能量缓衝器，並用 ”直流電壓’供應該橋 二 .之直流電壓； 7电子開 邊電源系統其中之一電力饋線可不經該電力 凡件組而直接連.接到直流電容器之_端包因 • 橋式架構之電力電子開關元件組中一臂之電 關丄該虛功補償裝置並藉由電能轉換器串聯 電容器組’以保護該交流電力電容器組免^ ，鄰近諧波電流注入導致破壞，且該電能轉 里因串聯該交流電力電容器而可以降低。 、依申請專利範圍第1項所述之虛功補償裝置 電此轉換器所產生之虛功電流之振幅可於固 在一設定範圍内可線性調整中選擇其中一種 依申請專利範圍第1項所述之虛功補償裝置 接，其包 虛功，並 容器組， 虛功補償 ，該橋式 子開關元 以提供一 關元件組 電子開關 此可節省 力電娜 交流電力 諧振及避 換器之容 ，其中該 定振幅與 〇 ，該橋式

   1239439 η 曰 J|\jL 案號 93107981 六、申請專利範圍 架構電力電子開關元件組由於該串 * 組可阻擋直流成份，所以可用少—ς '机電力電容器 換器架構。 ’之橋式電能轉 4、依申請專利範圍第i項所述之虛 電能轉換器另包.含一高頻漣波濾波哭^二置，其中該 ^器可用以濾除該電力電子開關元件厂南頻漣波濾 高頻漣波電流。 、、’刀換所產生之 5，請專利範圍第4工 員所述之虛 咼頻漣波濾波器為一電感器。 破置，其中該 6、 依申請專利範圍第丨項所&之虛功補償 電能轉換器另包含一 # H 、，八中该 信號控制該電力電子問Μ 4 时用以產生驅動 7分由^ *电刀电十開關凡件組之切換動作。 7、 依申#專利範圍第3項所述之虛功補償 補償裝置應用在單相配電系統時，該 ^ =业工 關元件組架構只要使用單臂於二=二。、電 組架構，單相電源式電力電子開關 —即 早祁安.源其中之一電力饋線經該交流電力雷 谷器，，不經該電力電子開關元件組直接連接至該直 流電容器之一端。 8、 依=請專利範圍第3項所述之虛功補償裝置，該虛功 補饧裝置應用在三相三線式配電系統時，該橋式架構 電力電子開關元件組只要使用雙臂橋式電力電子開關 元1牛卫^構，二相二線電源之一電力饋線經該交流電 力電容器組而不經該電力電子開關元件組直接連接至 邊直流電容器之一端。

   C:\Logo-5\Five Continents\PK9423a.ptc 第24頁 1239439 _案號 93107981_年月日__ 六、申請專利範圍 9、依申請專利範圍第3項所述之虛功補償裝置，該虛功 補償裝置應用在三相四線式配電系統時，該橋式電力 電子開關元件組架構只要使用三臂橋式電力電子開關 元件組架構，三相四線式電源之中性電力饋線經該交 流電力電容器組不經該電力電子開關元件組直接連接 至直流電容器之一端。 1 0、依申請專利範圍第1項所述之虛功補償裝置，其中該 直流電容器之工作電壓可較電源之峰值電壓小，其工 作電壓可依補償虛功電流為固定或可調而作不同設定

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