[发明专利]基于Buck型三电平交-交变换器的单相无功补偿装置

权利要求书

1.一种基于Buck型三电平交-交变换器的单相无功补偿装置，其特征在于，包括顺次连接的输入滤波器、小功率变压器、浮动电容、八个带反向并联二极管的功率开关管、输出滤波器和无功补偿电容器，其中小功率变压器、浮动电容、八个带反向并联二极管的功率开关管构成Buck型三电平交-交变换器，具体如下：

输入滤波器用于滤除补偿电流中的高次谐波成分；

小功率变压器用于箝位浮动电容电压，使电容电压保持在输入电压的一半；

浮动电容用于减小功率开关管的电压应力；

带反向并联二极管的功率开关管用于实现功率的双向流动；

输出滤波器用于实现输出滤波；

无功补偿电容器用于产生无功补偿电流。

2.根据权利要求1所述的基于Buck型三电平交-交变换器的单相无功补偿装置，其特征在于，所述八个带反向并联二极管的功率开关管组成4个双向开关。

3.根据权利要求1或2所述的基于Buck型三电平交-交变换器的单相无功补偿装置，其特征在于，所述八个带反向并联二极管的功率开关管互补导通。

4.根据权利要求3所述的基于Buck型三电平交-交变换器的单相无功补偿装置，其特征在于，所述输入滤波器包括第一电感(L_i)和第一电容(C_i)；所述Buck型三电平交-交变换器包括小功率变压器(Tr)、第一IGBT管(S₁)、第二IGBT管(S₂)、第三IGBT管(S₃)、第四IGBT管(S₄)、第五IGBT管(S₅)、第六IGBT管(S₆)、第七IGBT管(S₇)、第八IGBT管(S₈)、第三电容(C_fly)，其中第三电容(C_fly)为浮动电容；所述输出滤波器包括第二电感(L_f)和第二电容(C_f)；所述无功补偿电容器包括第四电容(C_o)；

所述第一电感(L_i)的一端连接到单相电网侧的火线L上，另一端同时与第一电容(C_i)的一端和第一IGBT管(S₁)的集电极连接；第二IGBT管(S₂)的发射极与第一IGBT管(S₁)的发射极连接，第二IGBT管(S₂)的集电极同时与第三IGBT管(S₃)的集电极和第三电容(C_fly)的一端连接；第四IGBT管(S₄)的发射极与第三IGBT管(S₃)的发射极连接，第四IGBT管(S₄)的集电极同时与第二电感(L_f)的一端和第八IGBT管(S₈)的集电极连接；第七IGBT管(S₇)的发射极与第八IGBT管(S₈)的发射极连接，第七IGBT管(S₇)的集电极同时与第六IGBT管(S₆)的集电极和第三电容(C_fly)的一端连接；第五IGBT管(S₅)的发射极与第六IGBT管(S₆)的发射极连接，第五IGBT管(S₅)的集电极同时与第一电容(C_i)的另一端和单相电网侧的零线N连接；第四电容(C_o)的一端同时与第二电感(L_f)的另一端和第二电容(C_f)的一端连接；第四电容(C_o)的另一端同时与第二电容(C_f)的另一端和单相电网侧的零线N连接；小功率变压器(Tr)的原边绕组同名端与第一电容(C_i)的一端连接，非同名端与第一电容(C_i)的另一端连接；小功率变压器(Tr)的副边绕组同名端与第三电容(C_fly)的一端连接，非同名端与第三电容(C_fly)的另一端连接。

5.根据权利要求4所述的基于Buck型三电平交-交变换器的单相无功补偿装置，其特征在于，所述第三电容(C_fly)和第四电容(C_o)为薄膜电容。