新型無功發(fā)生器中光耦合器電路參數(shù)的選擇

1、新型無功發(fā)生器中光耦合器電路參數(shù)的選擇1、前言隨著電力電子技術(shù)的開展，電力電子裝置在通過對電網(wǎng)電能進(jìn)展二次變換，進(jìn)步用電效率的同時(shí)，也向電力系統(tǒng)注入了大量的諧波源，引起系統(tǒng)功率因數(shù)下降。因此，無功補(bǔ)償和諧波抑制問題已成為近年來的研究熱點(diǎn)。同時(shí)，新型無功發(fā)生器本身也是半導(dǎo)體變流裝置，其輸出的電壓、電流的諧波總畸變率也應(yīng)滿足電力系統(tǒng)對諧波的要求。近年來的研究成果大多采用多重化、多電平技術(shù)來抑制諧波，這樣勢必會(huì)帶來裝置構(gòu)造復(fù)雜，控制難度大，造價(jià)高等問題。本文提出將SPWM控制技術(shù)運(yùn)用其中，到達(dá)消除諧波，特別是低次諧波的目的。為此，設(shè)計(jì)制作了一臺小型試樣機(jī)，并得到可喜結(jié)果。2、新型無功發(fā)生器的拓?fù)錁?gòu)造

2、及工作特性2.1、拓?fù)錁?gòu)造靜止無功發(fā)生器Static Var Generator，簡稱SVG的電路構(gòu)造分為電壓型和電流型橋式電路。對于電壓型電路，需串聯(lián)電抗器或變壓器才能并入電網(wǎng)；對于電流型電路，需在交流側(cè)并聯(lián)電容器以吸收換相產(chǎn)生的過電壓。其中電壓型電路運(yùn)行效率較高。2.2、工作特性由于正常工作時(shí)就像電壓型逆變器，只不過交流側(cè)接的不是無源負(fù)載，而是電網(wǎng)。SVG可以等效的被視為幅值和相位均可以控制的一個(gè)與電網(wǎng)同頻率的交流電壓源，假設(shè)為U1.對于理想的SVG，可以通過改變U1的幅值來實(shí)現(xiàn)與交流系統(tǒng)交換無功功率。對于實(shí)際的SVG，考慮到電路的損耗，電源電壓與U1之間存在相角差delta;，改變這個(gè)相

3、角差delta;和U1的幅值，SVG從電網(wǎng)吸收的無功功率也就因此得到調(diào)節(jié)。3、系統(tǒng)構(gòu)成控制電路主要由移相電路CD4046， CD4040、正弦波發(fā)生電路D/A轉(zhuǎn)換DAC0832，多路開關(guān)CD4053B、三角波發(fā)生電路等組成。主電路包括逆變電路IGBT、整流電路二極管、儲能設(shè)備C，直流電容器和連接設(shè)備L，電感。其中主電路和控制電路需要采取隔離措施，通常采用隔離變壓器或光電耦合。由于新型無功發(fā)生器本身的特點(diǎn)采用光電耦合比較適宜。由于PWM波是由正弦波和三角波比較得到的，而三角波的頻率是通過工頻正弦波經(jīng)256倍頻得到的。因此，PWM波的頻率很高，必須采取適當(dāng)措施，且需經(jīng)三極管放大才能驅(qū)動(dòng)光耦工作，從

4、而驅(qū)動(dòng)主電路元件IGBT.光電耦合器件中信號傳輸基于輸入端發(fā)光二極管通過的電流而發(fā)光，由光信號的強(qiáng)弱決定光電三極管的工作狀態(tài)。當(dāng)輸入信號高電平時(shí)，發(fā)光二極管流過的電流很小，接近于截止?fàn)顟B(tài)，工作于發(fā)光二極管的死區(qū)，不發(fā)光，光電三極管中無光電流，處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)輸入信號下跳變時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通，并產(chǎn)生光信號，由于光電三極管對射入光的響應(yīng)有一定的延遲，因此輸出端不可能立即產(chǎn)生下跳信號，而出現(xiàn)下降沿的延遲。這種延遲受發(fā)光二極管限流電阻和負(fù)載電阻的影響。當(dāng)輸入信號低電平時(shí)，發(fā)光二極管導(dǎo)通，導(dǎo)通電流的大小由輸入電壓值、二極管特性和發(fā)光二極管限流電阻決定，在電路中管子和輸入信號值一定后，與限流電阻有關(guān)，電阻越小，電流越大，發(fā)光越強(qiáng)。光電三極管中產(chǎn)生的光電流也越大，進(jìn)入飽和狀態(tài)的可能也越大。當(dāng)輸入信號上跳變時(shí)，同樣由于光電三極管的延遲效應(yīng)，不能馬上截止。產(chǎn)生了上升沿的延遲，三極管的飽和深度及輸出負(fù)載對電荷的泄漏程度也會(huì)影響上升沿的延遲。因此輸入端的限流電阻和負(fù)載電阻對光耦的工作有很大的影響，而且還要在光電三極管的基極加一個(gè)放電電阻，這個(gè)電阻對光耦的工作也有影響。假設(shè)這些參數(shù)選的不適宜，會(huì)使光