[发明专利]一种电压波动和闪变发生装置

说明书

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。

技术领域

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

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。

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

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。

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。

一种电压波动和闪变发生装置的工作原理简述如下。

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。

装置工作原理的数学描述如下。

基波注入变压器T₁输出的电压为：u₁＝A₁sin(ω₁t)