[实用新型]一种三电平I型拓扑无功补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无功补偿装置领域，具体涉及一种三电平I型拓扑无功补偿装置。

背景技术

无功补偿装置是一种用于动态抑制谐波、补偿无功及补偿三相不平衡的新型电力电子装置。它能够对幅值和频率变化的谐波进行补偿。其应用可克服无源滤波器传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功，同时，对三相不平衡进行补偿。

无功补偿装置中，三电平电路与普通的半桥电路相比，因为具有了中点续流的能力，所以对改善输出纹波，降低损耗都有很好的效果。而三电平I型电路作为无功补偿装置中较为常见的电路结构，在无功补偿装置中，对每一相分别设置一个三电平I型电路，如图1，作为补偿相使用，而三电平I型电路包括四个全控晶体管VT1、VT2、VT3、VT4串联组成。工作过程中，VT1和VT2构成上桥臂，VT3和VT4构成下桥臂，而分别对VT1-VT4连接驱动电路实现补偿相功能的实现，而使用中发现该种电路存在一定问题，对于小型模块化有源滤波与无功补偿装置，由于散热及体积等原因限制，补偿容量通常较小（≤100kVar）。对于一些需要大容量补偿的场合来说，只能选择体积庞大的机柜式，或者小容量模块的并联。但小容量模块并联需要很多的外设协助，通过外部接线实现并联功能，如果信号同步情况出现误差，那么就会直接对滤波效果产生影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种体积较小、功率较大的一种三电平I型拓扑无功补偿装置，解决以上技术问题；

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种三电平I型拓扑无功补偿装置，包括补偿模块，所述补偿模块包括有三个补偿相，每一所述补偿相包括第一三电平I型功率模块，每一所述第一三电平I型功率模块包括四个第一全控晶体管，还包括驱动电路，所述驱动电路分别连接四个第一全控晶体管以分别驱动所述第一全控晶体管工作，每一所述补偿相包括第二三电平I型功率模块，所述第二三电平I型功率模块与所述第一三电平I型功率模块的电路结构相同，所述第二三电平I型功率模块包括四个第二全控晶体管；于一补偿相中，位于同一位置的第一全控晶体管和第二全控晶体管以相同的连接方式连接于所述驱动电路。

进一步的，于一补偿相中的驱动电路设置有光耦隔离器。

进一步的，每一所述第一全控晶体管反并联有一二极管。

进一步的，每一所述第二全控晶体管反并联有一二极管。

进一步的，所述第一三电平I型功率模块和所述所述第二三电平I型功率模块均选为额定电流为200A的IGBT模块。

进一步的，所述第一三电平I型功率模块和所述所述第二三电平I型功率模块均选为额定电压为650V的IGBT模块。

进一步的，于一所述第一三电平I型功率模块中，包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂和所述第一下桥臂分别包括两个并联设置的所述第一全控晶体管；

于一所述第二三电平I型功率模块中，包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二上桥臂和所述第二下桥臂分别包括两个并联设置的所述第二全控晶体管。

进一步的，所述第一上桥臂和所述第一下桥臂串联设置；所述第二上桥臂和所述第二下桥臂串联设置。

进一步的，所述第一全控晶体管的基极和所述第二全控晶体管的基极分别连接对应的所述驱动电路。

进一步的，所述第一全控晶体管的发射极和所述第二全控晶体管的发射极分别连接对应的所述驱动电路。

有益效果：由于采用以上技术方案，本实用新型通过设计结构与第一三电平I型功率模块完全相同的第二三电平I型功率模块，且将第一三电平I型功率模块中的每一全控晶体管与第二三电平I型功率模块对应的全控晶体管分别连接于同一驱动电路，而保留原有的驱动逻辑以及控制方法，通过硬件连接的方式实现信号的同步，减小了控制误差同时保证补偿功率。

附图说明

图1为三电平I型功率模块示意图；

图2为本实用新型整体电路连接原理示意图；

图3为本实用新型第一驱动电路示意图；

图4为本实用新型第二驱动电路示意图；

图5为本实用新型第三驱动电路示意图；

图6为本实用新型第四驱动电路示意图；

图7为本实用新型驱动控制板示意图。

附图标记：1、补偿相；11、第一三电平I型功率模块；12、第二三电平I型功率模块；21、第一驱动电路；22、第二驱动电路；23、第三驱动电路；24、第四驱动电路；25、驱动控制板。