[发明专利]一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器及方法

权利要求书

1.一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器，其特征在于，包括主边绕组和副边绕组，所述主边绕组和电网侧连接，副边绕组和负载侧连接；

主边绕组中的每一相串联有一个无极调压控制模块，所述无极调压控制模块的末端连接至中性点；每一个无极调压控制模块包括并联的第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关均为双向可控电子软开关，第一开关和第二开关各自连接有一个PWM脉冲宽度调制块；

所述自耦变压器的期望变比为N，第一开关连接绕组的变比为N₁，第二开关连接绕组的变比为N₂，N₁NN₂；第一开关的占空比为D，第二开关的占空比为1-D；

主边绕组中的每一相中部分绕组并联有一个有源电力滤波器。

2.根据权利要求1所述的一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器，其特征在于，每一个双向可控电子软开关包括两个反向串联的绝缘栅双极型晶体管，每一个绝缘栅双极型晶体管反向并联一个二极管。

3.根据权利要求2所述的一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器，其特征在于，所述PWM脉冲宽度调制块控制绝缘栅双极型晶体管中的门级开关。

4.根据权利要求1所述的一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器，其特征在于，N₁和N₂之间的差值为DN₁+(1-D)N₂。

5.根据权利要求1所述的一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器，其特征在于，有源电力滤波器包括三个滤波电路，每一个滤波电路包括一个电感和电容，三个电感同时和PWM变流器连接，PWM变流器连接至电容；三个滤波电路连接至PWM变流器。

6.根据权利要求5所述的一种可变比电压调节和电流补偿的自耦变压器，其特征在于，所述PWM变流器并联有一个母线电容。

7.一种基于权利要求1所述自耦变压器的可变比电压调节和电流补偿方法，其特征在于，当自耦变压器需要进行升压时，同时打开三相的第一开关，闭合三相的第二开关，PWM脉冲宽度调制块调节占空比D获得目标电网电压；当自耦变压器需要进行降压时，同时打开三相的第二开关，闭合三相的第一开关，PWM脉冲宽度调制块调节占空比1-D获得目标电网电压；

当副边绕组连接的负载突变导致副绕组边三相不平衡时，所述有源电力滤波器对自耦变压器进行电流的补偿。

8.根据权利要求7所述的可变比电压调节和电流补偿方法，其特征在于，PWM脉冲宽度调制块调节第一开关和第二开关中的门级开关。

9.根据权利要求7所述的可变比电压调节和电流补偿方法，其特征在于，当电流需要补偿时，通过全桥逆变电路产生的三相电流进行补偿。

10.根据权利要求7所述的可变比电压调节和电流补偿方法，其特征在于，当一次侧电压发生畸变时，向占空比D中注入三次谐波。