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一种电压波动和闪变发生装置

阅读：1011发布：2021-02-26

IPRDB可以提供一种电压波动和闪变发生装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电压波动和闪变发生装置，属于电能质量控制技术领域。由工频交流电源(1)，基波注入变压器T1(2)，单桥PWM整流器(3)，全桥逆变器(4)和调制注入变压器T2(5)五部分构成。通过两级变压器副边绕组串联运行，基波注入变压器T1输出基波电压，调制注入变压器T2输出调制的电压，两个电压叠加后形成输出的电压波动和闪变波形。本发明的优点在于：变压器T2原边的全桥逆变器采用电压、电流瞬时值双闭环控制，波形跟踪性能好，动态响应速度快，换流器只提供波动闪变调制分量，基波功率直接由T1提供，具有效率高、可靠性强的优点，容易实现大容量。，下面是一种电压波动和闪变发生装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电压波动和闪变发生装置，其特征在于：由工频交流电源(1)，基波注入变压器T1(2)，单桥PWM整流器(3)，全桥逆变器(4)和调制注入变压器T2(5)组成；工频交流电源(1)的两端连接到基波注入变压器T1(2)的原边绕组两端，同时，工频交流电源(1)的两端也连接到单桥PWM整流器(3)的两端；通过两级变压器副边绕组串联运行，基波注入变压器T1(2)输出基波电压，调制注入变压器T2(5)输出调制的电压，两个电压叠加后形成输出的电压波动和闪变波形；

所述的单桥PWM整流器(3)由两个IGBT及其反并联二极管串联的桥臂和两个电容串联构成的支路，桥臂中端通过连接电感L1和工频交流电源(1)的一端相连；串联电容支路的中点和工频交流电源(1)的另一端相连；单桥PWM整流器(3)的桥臂和电容支路并联，桥臂中的IGBT集电极为整流输出的正极，桥臂的IGBT发射极为整流输出的负极；整流输出的正极连接到全桥逆变器(4)的直流母线正极，整流输出的负极连接到全桥逆变器(4)的直流母线负极；

所述的全桥逆变器(4)的直流母线正负极之间并联有由4个IGBT及其反并联二极管构成的两个桥臂，两个桥臂中端输出连接到调制注入变压器T2(5)的原边绕组的两端；

调制注入变压器T2(5)的副边绕组输出并联有滤波电容器Cf，滤波电容器Cf和调制注入变压器T2(5)的漏抗构成了逆变器载波频率的输出滤波器；基波注入变压器T1(2)的副边绕组和调制注入变压器T2(5)的副边绕组串联到一起共同构成输出绕组；

基波注入变压器T1(2)输出的电压为：u1＝A1sin(ω1t)，

调制注入变压器T2(5)输出的电压为：u2＝A2sin(ω2t)×sin(ω1t)，

基波注入变压器T1(2)和调制注入变压器T2(5)输出信号叠加后得到的电压为：u＝(A1+A2sin(ω2t))sin(ω1t)，其中，ω1为基波电压频率，ω2为低频电压波动闪变频率，A1为基波幅值，A2为低频调制波幅值；

由调制注入变压器T2(5)的漏抗和调制注入变压器T2(5)副边并联的滤波电容器Cf构成高次谐波滤波通道，来抑制全桥逆变器(4)的输出高次谐波。

说明书全文

一种电压波动和闪变发生装置

技术领域

[0001] 本发明属于电能质量控制技术领域，特别是提供了一种电压波动和闪变发生装置。

背景技术

[0002] 电压波动和闪变是电能质量的重要指标之一。它主要反映在稳态运行时，波动性负荷引起供电系统的电压波功情况，某些条件下可能危害电气设备的运行并引起照明闪变。大容量输出可控的电压波动和闪变发生装置，可有效模拟系统发生电压波动和闪变的现象，有助于研究电压波动和闪变对电力系统一、二次设备，用电负荷的影响，并为电压波动和闪变的限值研究和标准制定奠定基础。

[0003] 本发明提供了一种电压波动和闪变发生装置，它由工频交流电源与基波注入变压器T1原边并联，基波注入变压器T1副边与调制注入变压器T2副边串联，工频交流电源经PWM整流器输出与全桥逆变器并联，逆变器输出与调制注入变压器T2原边并联。逆变器输出包含电压波动和闪变的调制波形经T2与T1输出的基波波形相叠加实现电压波动和闪变，基波能量直接由T1提供，电压波动和闪变的能量由T2提供，换流器的工作容量小、电压低，大大提高了装置整体的有效输出容量和可靠性，同时降低了设备的成本。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种电压波动和闪变发生装置，用于产生电压波动和闪变。通过两级变压器副边绕组串联运行，基波注入变压器T1输出基波电压，调制注入变压器T2输出调制的电压，两个电压叠加后形成输出的电压波动和闪变波形。变压器T2原边的全桥逆变器采用电压、电流瞬时值双闭环控制，具有波形跟踪性能好，动态响应速度快，换流器只提供波动闪变调制分量，基波功率直接由T1提供，具有效率高、可靠性强的优点，容易实现大容量。

[0005] 本发明提出的一种电压波动和闪变发生装置如附图1所示，由五个部分组成，分别是工频交流电源1，基波注入变压器T12，单桥PWM整流器3，全桥逆变器4和调制注入变压器T25。工频交流电源1的两端连接到基波注入变压器T12的原边绕组两端，同时，工频交流电源1的两端也连接到单桥PWM整流器3的两端。

[0006] 一种电压波动和闪变发生装置的工作原理简述如下。

[0007] 单桥PWM整流器为后级的全桥逆变器提供稳定的直流母线电压。单桥PWM整流器保证网侧高功率因数并且输出电流谐波含量低；后级的全桥逆变器采用电压电流瞬时值双闭环控制，保证逆变器输出波形跟踪性能好并且具有良好的动态性能。全桥逆变器输出调制波形，通过调制注入变压器T2将调制电压与基波注入变压器T1输出的理想基波正弦电压相叠加，得到要求输出的电压波动和闪变波形。

[0008] 装置工作原理的数学描述如下。

[0009] 基波注入变压器T1输出的电压为：u1＝A1sin(ω1t)

[0010] 调制注入变压器T2输出的电压为：u2＝A2sin(ω2t)×sin(ω1t)

[0011] T1和T2输出信号叠加后得到的电压为：u＝(A1+A2sin(ω2t))sin(ω1t)[0012] 其中，ω1为基波电压频率，ω2为低频电压波动闪变频率，A1为基波幅值，A2为低频调制波幅值。

[0013] 本发明的优点在于：逆变器输出包含电压波动和闪变的调制波形经T2与T1输出的基波波形相叠加实现电压波动和闪变，基波能量直接由T1提供，电压波动和闪变的能量由T2提供，换流器的工作容量小、电压低，大大提高了装置整体的有效输出容量和可靠性，同时降低了设备的成本。

附图说明

[0014] 图1为本发明一种电压波动和闪变发生装置。其中，工频交流电源1，基波注入变压器T12，单桥PWM整流器3，全桥逆变器4和调制注入变压器T25。

具体实施方式

[0015] 本发明提出的一种电压波动和闪变发生装置拓扑如附图1所示，由五个部分组成，分别是工频交流电源1，基波注入变压器T12，单桥PWM整流器3，全桥逆变器4和调制注入变压器T25。

[0016] 工频交流电源1的两端连接到基波注入变压器T1的原边绕组两端，同时，工频交流电源1的两端也连接到单桥PWM整流器3的两端。单桥PWM整流器3由两个IGBT及其反并联二极管串联的桥臂和两个串联电容支路构成，桥臂终端通过连接电感L1和工频交流电源1的一端相连；串联电容支路的中点和工频交流电源1的另一端相连。单桥PWM整流器3的桥臂和电容支路并联，桥臂中的IGBT集电极为整流输出的正极，桥臂的IGBT发射极为整流输出的负极。整流输出的正极连接到全桥逆变器4的直流母线正极，整流输出的负极连接到全桥逆变器4的直流母线负极。全桥逆变器4的直流母线正负极之间并联有由4个IGBT及其反并联二极管构成的两个桥臂，两个桥臂终端输出连接到调制注入变压器T25的原边绕组的两端。调制注入变压器T25的副边绕组输出并联有滤波电容器Cf，Cf和T2的漏抗构成了逆变器载波频率的输出滤波器。基波注入变压器T12的副边绕组和调制注入变压器T25的副边绕组串联到一起共同构成输出绕组。

标题	发布/更新时间	阅读量
波动结构-专利编号CN103249947A	2020-05-12	142
波动发生器-专利编号CN107237875B	2020-05-13	953
波动结构-专利编号CN103249947B	2020-05-11	525
波动床-专利编号CN106038163B	2020-05-11	504
波动仪-专利编号CN106592151A	2020-05-11	208
波动焊槽-专利编号CN101176393A	2020-05-12	872
波动发生器-专利编号CN107237875A	2020-05-13	379
波动床-专利编号CN106038163A	2020-05-11	543
波动焊槽-专利编号CN100584154C	2020-05-12	879
波动能量屋-专利编号CN1348827A	2020-05-13	851

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