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CN203219200U - 一种三相高功率因数并网变流器 - Google Patents

一种三相高功率因数并网变流器 Download PDF

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CN203219200U
CN203219200U CN 201320214336 CN201320214336U CN203219200U CN 203219200 U CN203219200 U CN 203219200U CN 201320214336 CN201320214336 CN 201320214336 CN 201320214336 U CN201320214336 U CN 201320214336U CN 203219200 U CN203219200 U CN 203219200U
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CN
China
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grid
high power
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Expired - Lifetime
Application number
CN 201320214336
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English (en)
Inventor
贾胜
高见
韩琳
崔国梁
崔会朋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XIANGMEI LEADER MINING EQUIPMENT CO Ltd
Original Assignee
XIANGMEI LEADER MINING EQUIPMENT CO Ltd
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Publication date
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

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Abstract

本实用新型公开了一种三相高功率因数并网变流器。本实用新型的目的在于提供一种三相高功率因数并网变流器。本实用新型包括滤波器，其特征在于：所述滤波器的一端通过三相变压器与电网相连，另一端通过变流单元与变流控制器相连，滤波器还直接与变流控制器相连。本实用新型主要用于四象限运行变频器、风力发电、光伏发电等分布式发电的并网运行。

Description

一种三相高功率因数并网变流器
技术领域
 本实用新型涉及一种并网变流器，尤其涉及一种三相高功率因数并网变流器。
背景技术
目前，随着电力电子器件的不断发展和成熟，尤其是IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的大规模应用，使得大功率全控全桥式变流器得以快速发展，四象限变频器、风力发电、光伏发电等新兴分布式发电也得以规模化应用。但是IGBT是一种高频开关元件，在其换流过程中由于高频率的开通和关断产生的高次谐波造成了网侧电压和电流波形的严重畸变，同时随着变流器负载的变化网侧电压和电流的相位偏差也随着改变。畸变了的电压和电流由于含有严重的污染（高次谐波）会对其它用电设备造成致命的危险，因此变流器逆变出的三相电源是不能直接并网运行的。另外，由于变流器的工作造成的网侧电压和电流的相位偏差会造成很大的无功功率，使网侧功率因数下降，会引起其它用电设备的严重发热。所以变流器如果要并网运行，还必须考虑其功率因数的控制和补偿。
    通常情况下，在变流器和电网之间加装电感形成无源滤波器来滤除网侧电流谐波及改善变流器的功率因数。但是这种方式对于小功率变流器来说是可行的，一旦变流器的功率增大，所需的电感的体积也随之增大，同时滤波和功率因数改善性能也随之下降。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种三相高功率因数并网变流器，以解决上述存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种三相高功率因数并网变流器，包括滤波器，其特征在于：所述滤波器的一端通过三相变压器与电网相连，另一端通过变流单元与变流控制器相连，滤波器还直接与变流控制器相连。 
本实用新型的有益效果是：通过并网变流器的重新设计，不仅实现了变流器的可靠并网运行，同时大大提高了变流器的功率因数，并且使网侧谐波含量降到最低。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型及其具体实施方式作进一步详细说明。
参见图1-2，本实用新型包括滤波器，其特征在于：所述滤波器的一端通过三相变压器与电网相连，另一端通过变流单元与变流控制器相连，滤波器还直接与变流控制器相连。
三相变压器TC1的输入端连接电网，变压器的输出端与滤波器（LCL滤波器）的输入端相连。三相变压器起到变流器与电网隔离的功能，流过LCL滤波器的电流和电压中携带的剩余谐波再次与电网隔离，同时由于变压器本身存在电感，经过变压器后，使交换到电网的电流波形正弦化。
    三相电感L1、L2和三相阻容装置Cr构成了三相LCL滤波器，滤波器的输入端与三相变压器TC1的输出端相连，输出端通过霍尔传感器CT1-CT3与三相全桥变流单元相连，同时滤波器的输出端还与变流控制器相连。
    三相LCL滤波器是变流器并网的关键设备，L2和变流单元、变流控制器一起形成一阶L型滤波，滤除了变流器网侧电流中的高次谐波，同时起到维持和升高变流器直流母线电压、电流快速跟踪的功能。Cr并联于L1的输出端和L2的输人端，与L1、L2组成二阶LCL滤波器，滤除变流器网侧的电压和电流高次谐波。同时电容C1-C3上各串联一个电阻R1-R3，起到LCL产生振荡时的阻尼作用。
    变流单元由直流电容Cd和IGBT V1-V3构成，变流单元的网侧与滤波器的输出端相连，同时变流单元的IGBT模块与变流控制器相连。
变流单元是变流器进行交直流换流的关键设备，通过IGBT按照一定的开通关断顺序将交流整流为直流或将直流逆变为交流。直流电容Cd起到储能和降低母线电压纹波的功能。
变流控制器AP1是变流器的控制中心，它与LCL滤波器的三相输入端、变流单元的霍尔传感器及变流单元的IGBT连接。
变流控制器采集LCL滤波器三相输入端的电压幅值及相位，同时通过霍尔传感器采集变流单元的网侧电流值和相位，在控制器内部通过电路和程序比较电压与电流的相位偏差，利用此偏差量来调整控制器的PWM（脉宽调制波形）输出，从而控制IGBT的开通和关断，进而实现网侧电压和网侧电流相位的同步，达到变流单元单位功率因数控制的目的。通过变流控制器的单位功率因数控制，可以根据变流单元的负载变化状况，实时调整变流器的功率因数，最终实现动态提高变流器功率因数的目的。

Claims (1)

1. 一种三相高功率因数并网变流器，包括滤波器，其特征在于：所述滤波器的一端通过三相变压器与电网相连，另一端通过变流单元与变流控制器相连，滤波器还直接与变流控制器相连。
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