[发明专利]一种基于电力电子器件的电压调节装置

说明书

本发明公开了一种基于电力电子器件的电压调节装置，包括火线L与零线N，在所述火线L与零线N之间设置由多个整流二极管D构成的整流桥、多个双极性晶体管IGBT构成的斩波H桥和变压器T1，所述整流桥和斩波H桥的电路中各连接一组电感L及电容C。本发明是将相线L和零线N经过所述整流桥整流，转换出π形波，在经过H桥斩波，形成占空比和正反相受控的PWM调制波，此调制波经过LC滤波后成为一个0‑220V可调的正弦波电压，再通过变压器T1将此电压按照5:1的比例叠加在火线L上，也就能够在火线L输入电压的正负20％范围内实现无极调节电压。本发明调压方便，控制调节具有响应迅速，控制精确，体积小等优点。

【技术领域】

本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种基于电力电子器件的电压调节装置。

【背景技术】

电压是电能主要质量指标之一，电压质量对电力设备运行、线路损耗、工农业生产和人民生活用电都有直接影响。部分低压供电线路，因受各种客观条件限制，造成客户端电压质量差，线路损耗增加，严重影响供、用电效果。

电压调节装置(Line Voltage Regulator)可以实现单相交流电压的升高或者降低。在长距离输电末端应用较多，将装置串联在馈电线路末端，在一定范围内对线路电压进行自动调整，保证用户的供电电压，也可以减少线路的损耗。

台区变空载电压偏高/重载电压偏低是一种比较常见的问题，采取无功补偿、不平衡补偿等手段，只能对一些由无功和负荷不平衡引发的电压问题起到一定的改善措施，而对由有功负荷的轻重引发的电压问题，需要采取直接调压的措施进行治理。

通常调压措施可以分为变压器有载触头调压、自耦变压器抽头调压、可控硅相控调压和全固态斩波调压几种方案。有载调压、自耦变压器抽头调压都依靠触点进行不同电压的切换，存在触点烧蚀、黏连等故障隐患，不适合台区变的应用，可控硅相控调压又存在较严重的谐波问题，并且输出电压仅仅是有效值得到治理，而电压峰值基本不发生变化，对用户侧的很多设备来说，这种治理没有意义。

【发明内容】

有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种基于电力电子器件的电压调节装置，基于IGBT的全固态的斩波调压方案，能够对台区变的输出电压在±20％范围内进行无极调节，并且确保输出电压为正弦波，调节迅速，控制精确。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于电力电子器件的电压调节装置，火线L与零线N，在所述火线L与零线N之间设置由多个整流二极管D构成的整流桥、多个双极性晶体管IGBT构成的斩波H桥和变压器T1，所述变压器T1的副边绕组串联在所述火线L中，原边绕组连接所述斩波H桥的输出端；所述整流桥和斩波H桥的电路中各连接一组电感L及电容C。

进一步，所述整流桥由四个整流二极管D1、D2、D3、D4串并联构成，所述整流二极管D2、D4并联的共同端连接相线L，所述整流二极管D1、D3并联的共同端连接零线N。

所述整流桥的电路中连接一组电感L1及电容C1，电感L1的一端连接所述整流二极管D1、D2的共同输出端，另一端连接所述斩波H桥；电容C1则并联于所述整流桥的两端。

所述斩波H桥由四个双极性晶体管Q1、Q2、Q3、Q4串并联构成，所述双极性晶体管Q1、Q2的共同端连接电感L1的输出端，所述双极性晶体管Q2、Q4的共同端连接电感L2的输入端，所述电感L2的输出端则连接变压器T1。

所述斩波H桥的两端并联有电容C2，所述电容C2的一端连接所述双极性晶体管Q1、Q3的共同端，另一端连接所述所述电感L2的输出端。

较佳的，所述变压器T1的电压变比为5:1。通过所述变压器T1将0-220V可调的正弦波电压按照5:1的比例叠加在L上。