[发明专利]一种交流调压装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种交流调压装置及控制方法，其包括包括连接电网的输入端（Ui1、Ui2）、输入电容（3）、上桥臂（1）、下桥臂（2）、吸收模块（4）及放电模块（14），通过调节上桥臂（1）、下桥臂（2）中开关器件的PWM占空比，则可控制Uo1、Uo2输出总电压，从而达到一个预设的电压值。本发明的一种交流调压装置及控制方法可实现交流供电的直接稳压，相比已经有技术，显著降低了线路复杂程度及装置成本，可有效稳定电网供电电压，其具有响应速度快，成本低，控制方法简单，可靠性高，维护方便、效率高。

技术领域

本发明涉及一用于电网供电系统的一种交流调压装置及控制方法，属于电力电子领域。

背景技术

随着人们生活水平的提高和家用电器的普及，别是住宅用户的用电量逐年大幅增长，然而厂矿单位、住宅小区、商店等配电线路更新改造速度相对滞后，导致线路末端电压远低于允许范围，同时电压波动很大，电网普遍频繁出现过负荷现象，洗衣机、空调器、电视机等非照明负荷难以正常工作，并对电器设备造成巨大危害。同时，由于新增电气负荷大量采用电动机、压缩机等旋转设备和电力电子装置，对无功功率需求很大，并产生大量高次谐波电流，因而导致低压线路损耗显著增大，整个电网的功率因数低，供电电压波动很大。

解决上述低电压及电压波动大的问题的最佳方案是，在配电网上，直接加装供电电压稳定装置。为低压电网加装电压自动调节装置，可实时自动调节供电电压，使其稳定于标准值，可向用电设备直接提供无功，提高配电网实际输电容量；提高供电变压器运行安全性；大幅度改善由于高压线路雷击、瞬间短路、过负荷等原因造成的电压闪变等异常情况，保护用电设备的安全。

中国专利CN204360256U公开了一种无触点交流稳压器，其采用多绕组变压器及多路晶闸管切换开关来实现稳压功能。该技术为有级调压，同时为实现级差不至于过大，需要很多路晶闸管切换开关，电路复杂，成本高，同时由于晶闸管开关切换速度慢，最快仅为10mS，对于电网的快速电压波动无能为力。尤其是，当其调节输出电压在高位时，如果电网电压发生快速跃升，其输出电压则会因为响应速度慢而产生过电压，危害用电设备安全。

发明内容

本发明的目的是设计一种交流调压装置及控制方法，可有效稳定电网供电电压，可实现电能双向传输，其具有响应速度快，成本低，可靠性高，控制简单，维护方便、效率高。

本发明的一种交流调压装置，其包括：

连接电网的输入端（Ui1、Ui2），接入交流电网电压；

输入电容（3），所述输入电容（3）两个端点分别与输入端（Ui1、Ui2）连接，用于滤除电网电压电流高频成份，稳定输入电压；

上桥臂（1），其一个端点与输入端（Ui1）连接，另一个端点与输出端（Uo1）连接，用于输入、输出之间的电压电流变换，并可实现电能双向流动；

下桥臂（2），其一个端点与输出端（Uo1）连接，另一个端点与输入端（Ui2）连接，用于输入、输出之间的电压电流变换，并可实现电能双向流动；

一个吸收模块（4），其分别与上桥臂（1）的中点、下桥臂（2）的中点、及输入端（Ui2）连接，用于吸收本装置电路工作过程中产生的过电压；

一个放电模块（14），其与所述吸收模块（4）连接，用于泄放吸收模块（4）中存储的电量。

本发明的一种交流调压装置，还包括一个输入电感（5），其串联在电网输入端，用于滤除电网电流的高频成份；还包括一个输出电感（6），其串联在本装置的输出端，用于滤除输出电压、电流的高频成份。

本发明所述的一种交流调压装置，所述的上桥臂（1）及下桥臂（2）分别包括两个反向串联连接的半导体开关器件上管（7）及下管（8）、上管（10）及下管（9），形成两个由半导体开关器件组成的桥臂，两个桥臂的中点连接输出电感（6）、或者作为本装置的输出端（Uo1）；所述半导体开关器件是逆导型IGBT、MOSFET、IGCT等功率半导体的一种。