[实用新型]可逆PWM动态负载节能装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，特别是可逆PWM动态负载节能装置主回路拓扑。

背景技术

动态负载装置是实现能任意选择负载的变流技术，它是建立在现代电力电子技术，现代控制技术，半导体器件等诸多学科基础之上。可逆PWM实现绿色变流，能够实现交流侧电流正弦化，功率因数达到单位1。关于这一技术的研究主要集中在以实现动静态指标的变流器系统结构和控制方案，变流器PWM调制方法，主回路工作模式，动态负载变流器的数学模型。

长期以来实验室测试电源设备使用的负载大多是固定电阻，电阻功率的配备以及使用比较繁琐，尤其是造成电能的浪费。诸如铁路，船舶等行业的大功率电源设备在做老化检验的时候电能通过电阻变成热量消耗，从而造成电能的大量浪费。

实用新型内容

针对以上问题本实用新型提供了一种节能的可逆PWM动态负载节能装置。

技术方案：为了解决以上问题本实用新型提供了一种可逆PWM动态负载节能装置，其特征在于：包括直流侧滤波电容C1，直流电流检测传感器TA3，直流电压检测传感器TV3，三相半导体DC/AC模块，三相电抗器Z1，交流电流检测传感器TA1、TA2，交流电压检测传感器TV1、TV2，三相变压器T1。所述直流侧滤波电容C1并联在直流母线上，直流电压检测传感器TV3检测直流母线电压，三相电网与三相变压器T1原边相连，三相变压器T1次边通过三相电抗器连接到三相半导体DC/AC模块，交流电压检测传感器TV1、TV2分别连接到三相变压器T1二次侧，检测UV相、VW相线电压，交流电流检测传感器TA1、TA2串接到三相变压器T1的U相、W相分别检测变压器二次侧电流，直流电流检测传感器TA3串接到直流母线上检测直流电流。

本实用新型采用PWM变换器，实现负载任意配备及电能回馈，解决了负载配备繁琐问题，减少电能的浪费，节约电能，同时是绿色电网。

附图说明

图1为本实用新型实施例拓扑结构；

图2为本实用新型控制结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种可逆PWM动态负载节能装置，包括直流侧滤波电容 C1，直流电流检测传感器TA3，直流电压检测传感器TV3，三相半导体DC/AC模块，三相电抗器Z1，交流电流检测传感器TA1、TA2，交流电压检测传感器TV1、TV2，三相变压器T1。所述直流侧滤波电容C1并联在直流母线上，直流电压检测传感器TV3检测直流母线电压，三相电网与三相变压器T1原边相连，三相变压器T1次边通过三相电抗器连接到三相半导体DC/AC模块，交流电压检测传感器TV1、TV2分别连接到三相变压器T1二次侧，检测UV相、VW相线电压给数字控制器进行软件锁相，直流电流检测传感器TA3串接到直流母线上检测直流电流，数字控制器通过检测到此直流电流进行调节，交流电流检测传感器TA1、TA2串接到三相变压器T1的U相、W相分别检测三相变压器T1二次侧电流，数字控制器通过检测到的这两路信号获取电流有功与无功分量来进行控制，从而实现负载任意配备及电能回馈。

直流侧滤波电容抑制直流侧电压的波动，交流三相电抗器滤除电流高次谐波。可逆PWM动态负载节能装置系统的功率大于200kW。

本实用新型实施工作原理主要依据系统稳态时电源电压空间矢量E，交流侧输入端电压空间矢量U，交流侧输入端电流空间矢量I的关系假设三相电源电压平衡，考虑基波分量，对整流器输入端电压矢量U进行控制，使得输入电流I与电源电压E同相位或反相位，从而功率因数接近为1或-1。

图2所示本实用新型实施例控制方框图，通过设置直流侧的电流，经过PI闭环调节，作为交流侧有功电流的给定，再经过PI闭环调节输出D轴分量。无功电流分量给定为零，经过PI闭环调节输出Q轴分量，D、Q轴分量与软件锁相获得的同步信号通过直流/交流(IPARK)变换，最终经过空间矢量(SVPWM)调制驱动功率管使能量回馈电网，大大的节约了电能。

本实用新型实施例控制通过DSP编程软件实现，DSP完成模拟量的采集、软件锁相、坐标变换、闭环调节计算、空间矢量脉冲计算分配等功能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不限制于本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。