[发明专利]一种单相动态电压调节器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种单相动态电压调节器及其控制方法，包括：基板和电容板，基板包括：交流输入接线端子、交流输出接线端子、基板直流接插端子、静态开关、旁路继电器、预充电电路、LRC滤波电路、双向变换开关和控制回路，电容板包括：储能电容组和电容板直流接插端子。本发明对动态电压调节器进行PCB板集成式处理，简化电路结构，优化控制原理，实现了小功率单相动态电压补偿功能。该技术通过控制实现最小电压损失，解决单相小功率动态电压补偿问题，提高动态电压调节的实用性及可靠性。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种单相动态电压调节器及其控制方法。

背景技术

目前，动态电压调节器主要以三相电压几十千瓦大功率模式为主。这种三相大功率动态电压调节器主要基于大功率负载使用，体积较大，而且成本很高。而现实中，真正受到电网故障问题威胁的主要是控制回路，控制回路的功率只要几百瓦，用几十千瓦大功率的设备来保护几百瓦的负载，显然有点不经济也不合理。

而且，半导体开关器件的切换时间虽然远比继电器等电磁开关小很多，但是面对一些重要的负载，对电网断电时间要求很高，不到5毫秒的断电时间都可能让控制系统出现故障。因此纯粹依靠半导体开关器件本身进行功率切换时间上还是不能完美解决问题。

为了解决上述问题，我们设计了一款基于新技术的单相动态电压调节器。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种单相动态电压调节器及其控制方法，以克服现有产品技术所存在的上述缺点和不足。

一种单相动态电压调节器，包括：基板和电容板，所述基板包括：交流输入接线端子、交流输出接线端子、基板直流接插端子、静态开关、旁路继电器、预充电电路、LRC滤波电路、双向变换开关和控制回路，所述交流输入接线端子与交流电网输入端连接，所述交流输出接线端子与负载连接，所述基板直流接插端子与电容板连接，所述静态开关由两个反接IGBT组成，所述静态开关的一端与交流电网输入端连接，所述静态开关的另一端与负载连接，所述旁路继电器的一端与交流电网输入端连接，所述旁路继电器的另一端连接负载，所述预充电电路包括：预充电电阻和继电器，所述预充电电路一端与交流电网输入端连接，所述预充电电路另一端与LRC滤波电路连接，所述LRC滤波电路包括：电感、电容和电阻，所述LRC滤波电路一端与预充电电路连接，所述LRC滤波电路另一端与双向变换开关连接，所述双向变换开关由4个IGBT和支撑电容放电电阻组成的两相全控变换电路，所述双向变换开关的一端与LRC滤波电路连接，所述双向变换开关的另一端与基板直流接插端子连接，所述控制回路通过电压采样回路、电流采样回路与交流输入接线端子、交流输出接线端子、基板直流接插端子连接，所述控制回路通过IO信号回路与旁路继电器、预充电电路连接，所述控制回路通过驱动控制回路与静态开关、双向变换开关连接。

其中，所述LRC滤波电路包括：第一电感、第二电感、并联电容和并联RC回路，所述第一电感和第二电感与每相电路串联，并联电容和并联RC回路并联连接。

进一步，所述电容板包括：储能电容组和电容板直流接插端子，所述储能电容组和电容板直流接插端子连接，所述电容板直流接插端子与基板直流接插端子连接。

一种单相动态电压调节器的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：电网正常时，电网对储能电容组和LRC滤波电路的电容充电；

步骤2：电网出现故障时，断开静态开关，储能电容组放电用于支撑负载供电；

步骤3：电网恢复正常时，合上静态开关，切换回电网对负载供电，电网对储能电容组和LRC滤波电路的电容进行充电以供下次电网出现故障时使用。

进一步，所述步骤2中，电网出现故障时，设备中静态开关断开，通过设备给负载供电，LRC滤波电路中的并联电容延缓电压快速下降，确保切换过程中负载侧电压损失减小，在响应时间范围内确保电压稳定可靠切换到由设备供电。