導語：靜止無功發(fā)生器硬件電路設計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、靜止無功發(fā)生器的工作原理與基本結(jié)構(gòu)

靜止無功發(fā)生器硬件電路主要包括:整流電路、逆變電路、智能功率模塊IPM的驅(qū)動電路、過零檢測電路，電流調(diào)理電路，鎖相環(huán)電路。逆變電路采用了IPM，該芯片內(nèi)含驅(qū)動電路，報警電路等獨特結(jié)構(gòu)，一方面提高了系統(tǒng)的可靠性;另一方面也避免了保護電路的另外設計，簡化了硬件裝置的設計。主電路主要由整流部分和逆變部分組成。整流部分通過三相不可控整流橋?qū)⑷嘟涣麟妷恨D(zhuǎn)換為三相直流電壓，在經(jīng)過電容濾波后得到穩(wěn)定的直流電壓。逆變部分采用SPWM控制技術(shù)來控制IPM內(nèi)部IGBT的開斷從而獲得所需的補償電流。將整流輸出的直流電逆變轉(zhuǎn)化為交流電回饋到電網(wǎng)。IPM內(nèi)含保護電路，當發(fā)生故障時，IPM的自保能力使得IGBT的損壞率較低，提高了系統(tǒng)的可靠性。

二、SVG各硬件電路組成

(一)整流電路。整流電路采用三相不可控整流橋，輸出的三相直流電通過電容穩(wěn)壓、濾波獲得穩(wěn)定的直流電壓。根據(jù)以往的經(jīng)驗，直流側(cè)電容取用4個2200μF/450V的電解電容，兩并兩串接進電路。電路組成如圖2所示。為了避免大電流燒壞整流裝置，電容需要通過一個充電電阻對不可控整流橋的輸出端進行充電，直到充滿在直接接到不可控整流橋的輸出端。另外，為避免故障發(fā)生，在不使用整流電路時要對濾波電容進行放電。根據(jù)計算的電壓、電流，選用二極管整流模塊6RI30G－160G－120即(30A，1200V)。

(二)IPM及其外圍驅(qū)動電路。通過計算智能功率模塊(IPM)參數(shù)，選用型號為PM25CLA120的IPM(25A，1200V)，內(nèi)部有IGBT，內(nèi)含驅(qū)動電路。通過資料得知IPM驅(qū)動電路的控制電源電壓范圍為13．5V～16．5V，本文選用4路隔離的l5V直流電源。利用DSP發(fā)出PWM信號經(jīng)光耦器件隔離后作為驅(qū)動信號對IPM進行控制。

(三)電流調(diào)理電路。該電路可將18A的電網(wǎng)電流相量轉(zhuǎn)換成0～3Vpp的電壓信號并實現(xiàn)過零點檢測功能。該電路與電壓調(diào)理電路的組成基本一致，不同之處在于互感器TVA1421－01用作電流互感器，采樣電阻取59Ω。若一次側(cè)電流為18A，二次側(cè)輸出(－0．5～+0．5)V的正弦波;經(jīng)放大電路，輸出電壓(－1．5～+1．5)V的正弦波;最后經(jīng)過加法電路輸出(0V～3．00V)的電壓信號。同時大于50Hz的正弦信號被濾除。過零比較電路在正弦波的過零時刻輸出下降沿跳變。

(四)鎖相環(huán)電路。本文采用了由TI公司生產(chǎn)的CD7H4C4046型鎖相環(huán)芯片對電網(wǎng)頻率進行跟蹤，避免了利用固定頻率采樣時產(chǎn)生的誤差。本系統(tǒng)中，鎖相環(huán)的輸出信號有兩大作用:一是作為ADC模塊的轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號;二是作為事件管理器A(EVA)的時鐘輸入信號。通過鎖相環(huán)電路使其產(chǎn)生跟隨電網(wǎng)頻率變化的SP-WM波，從而精確控制后級逆變器。

三、結(jié)語

本文論述了靜止無功發(fā)生器的基本原理，實現(xiàn)了SVG的硬件電路設計，主要包括:逆變電路、整流電路的設計及儲能電容的選擇、電流調(diào)理電路、鎖相環(huán)電路、IPM及其外圍驅(qū)動電路，并通過實驗驗證，各級電路的輸出符合實驗要求。

作者:崔瑋瑋韋鈺陳宇晨王凱劉昱彤單位:上海工程技術(shù)大學