本實(shí)用新型是一種對交流電和用電設(shè)備進(jìn)行無功功率動態(tài)補(bǔ)償電路，具體講是一種電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置。

背景技術(shù)：

無功功率補(bǔ)償是世界公認(rèn)的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，即依據(jù)負(fù)載的無功功率情況，采用電力電容器進(jìn)行投切，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無功功率補(bǔ)償。但電力電容器存在體積大、重量大和成本高等缺點(diǎn)。相比電力電容器，電解電容器有著明顯優(yōu)勢。在相同容量條件下，電解電容器的體積和價格只有電力電容器的幾十分之一。如果設(shè)計一種利用電解電容器做為補(bǔ)償設(shè)備的補(bǔ)償電容器，無疑是無功功率動態(tài)補(bǔ)償技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，既可以滿足現(xiàn)有設(shè)備的更新，又可以適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)牟蛔悖緦?shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種電解電容器無功動態(tài)補(bǔ)償裝置。該電路在交流電正半周期的前半周期由兩只反向并聯(lián)有二極管的開關(guān)管分別通過一只電感對一只電解電容器進(jìn)行升壓式(Boost)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電控制，后半周期進(jìn)行降壓式(Buck Converter)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電控制；在交流電負(fù)半周期的前半周期由另外兩只反向并聯(lián)有二極管的開關(guān)管分別通過同一只電感對另一只電解電容器進(jìn)行升壓式(Boost)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電控制，后半周期進(jìn)行降壓式(Buck Converter)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電控制，實(shí)現(xiàn)利用電解電容器對用電設(shè)備進(jìn)行無功功率動態(tài)補(bǔ)償。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置由交流電供電端N和A、輸入濾波電容Ca、電感L、兩只電解電容器C1和C2、二極管D1、D2、D3和D4及開關(guān)管V1、V2、V3和V4組成。V1與D1、V2與D2、V3與D3、V4與D4均為反向并聯(lián)連接(開關(guān)管的漏極與二極管的負(fù)極相接、開關(guān)管的源極與二極管的正極相接)。本實(shí)用新型的電路原理圖如圖1所示，交流電的供電端A與輸入濾波電容Ca的一端和電感L的一端相連接，電感L的另一端與開關(guān)管V2和V3的源極、電解電容器C2的負(fù)極相連接，輸入濾波電容Ca的另一端與交流電的供電端N、開關(guān)管V1和V4的源極、電解電容器的C1的負(fù)極相連接，開關(guān)管V1與V2的漏極相連接，開關(guān)管V3的漏極與電解電容器C1的正極相連接，開關(guān)管V4的漏極與電解電容器C2正極相連接。一種電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置 是按照如下方式工作的，在交流電的0到周期內(nèi)，開關(guān)管V1經(jīng)二極管D2控制流經(jīng)電感L的電流，經(jīng)二極管D3對電解電容器C1進(jìn)行升壓式脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電；在交流電的 到π周期內(nèi)，由開關(guān)管V3經(jīng)電感L控制電解電容器C1進(jìn)行降壓式脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電，同時開關(guān)管V2導(dǎo)通，經(jīng)二極管D1構(gòu)成續(xù)流工作，將存儲在電感L里的能量釋放回交流電。在交流電的π到周期內(nèi)，開關(guān)管V2經(jīng)二極管D1控制流經(jīng)電感L的電流，經(jīng)二極管D4對電解電容器C2進(jìn)行升壓式脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電；在交流電的到2π周期內(nèi)，由開關(guān)管V4對電解電容器C2進(jìn)行降壓式脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電，同時開關(guān)管V1導(dǎo)通，經(jīng)二極管D2構(gòu)成續(xù)流工作，將存儲在電感L里的能量釋放回交流電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在交流電全周期內(nèi)對電解電容器的充放電控制，達(dá)到無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

將所述的電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置做為一個單元，進(jìn)行三單元三角形或星形組合，制成三相三角形或星形電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置，可對三相交流電負(fù)載進(jìn)行無功功率動態(tài)補(bǔ)償。

所述的電解電容器C1和C2可以采用普通液體電解電容器或固態(tài)電解電容器。當(dāng)采用固態(tài)電容器時，由于ESR串聯(lián)等效電阻低，充放電的速度快，可進(jìn)一步提高使用壽命和電路工作效率。

本實(shí)用新型有益效果在于，在交流電正半周期的前半周期由兩只反向并聯(lián)有二極管的開關(guān)管分別通過一只電感對一只電解電容器進(jìn)行升壓式(Boost)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電控制，后半周期進(jìn)行降壓式(Buck Converter)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電控制；在交流電負(fù)半周期的前半周期由另外兩只反向并聯(lián)有二極管的開關(guān)管分別通過同一只電感對另一只電解電容器進(jìn)行升壓式(Boost)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電控制，后半周期進(jìn)行降壓式(BuckConverter)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電控制，發(fā)揮了電解電容器容量單位體積小和成本低的優(yōu)勢。用本實(shí)用新型制成的，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、成本低和無功功率補(bǔ)償可動態(tài)控制等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)有中小功率無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置的換代技術(shù)。

附圖說明

圖1一種電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置原理圖

圖2一種電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置應(yīng)用電路原理圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖2是一種電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置應(yīng)用電路原理圖。圖2較圖1增加了兩只無極性普通電容器C3和C4，由于電解電容器在工作頻率較高(20KHZ-200KHZ)時，ESR等效 電阻大，開關(guān)損耗大；將無極性普通電容器C3與電解電容器C1和無極性普通電容器C4與電解電容器C2分別并聯(lián)使用，可發(fā)揮無極性普通電容器等效電阻ESR小的優(yōu)點(diǎn)，以進(jìn)一步克服單一電解電容器使用時損耗大的缺點(diǎn)。

感性負(fù)載FZ的兩端分別接在交流輸入端A和N的連接端H和M，交流輸入端A和N通入交流電后，感性負(fù)載FZ工作，交流電功率因數(shù)降低，電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置即開始工作，在交流電的0到周期內(nèi)，開關(guān)管V1經(jīng)二極管D2控制流經(jīng)電感L的電流，經(jīng)二極管D3對電解電容器C1和無極性普通電容器C3進(jìn)行升壓式(Boost)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電工作；在交流電的到π周期內(nèi)，由開關(guān)管V3經(jīng)電感L控制電解電容器C1和無極性普通電容器C3進(jìn)行降壓式(Buck Converter)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電工作，同時開關(guān)管V2導(dǎo)通，經(jīng)二極管D1構(gòu)成續(xù)流工作，將存儲在電感L里的能量釋放到交流電。在交流電的π到周期內(nèi)，開關(guān)管V2經(jīng)二極管D1控制流經(jīng)電感L的電流，經(jīng)二極管D4對電解電容器C2和無極性普通電容器C4進(jìn)行升壓式(Boost)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)充電工作；在交流電的到2π周期內(nèi)，由開關(guān)管V4對電解電容器C2和無極性普通電容器C4進(jìn)行降壓式(Buck Converter)脈寬調(diào)制或調(diào)頻式開關(guān)放電工作，同時開關(guān)管V1導(dǎo)通，經(jīng)二極管D2構(gòu)成續(xù)流工作，將存儲在電感L里的能量釋放到交流電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)利用電解電容器進(jìn)行交流電全周期的電容器充放電控制，達(dá)到對用電設(shè)備進(jìn)行無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)哪康?。進(jìn)而可采用已有技術(shù)根據(jù)負(fù)載FZ功率因數(shù)的變化，自動控制電解電容器充放電，制成對交流電或用電設(shè)備進(jìn)行無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)难b置。

本實(shí)用新型解決了利用電解電容器對交流用電設(shè)備進(jìn)行無功功率動態(tài)補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)難題，用本實(shí)用新型制成的電解電容器無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置，具有體積小，重量輕、成本低和無功功率補(bǔ)償可動態(tài)控制等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)有中小功率無功功率動態(tài)補(bǔ)償裝置的換代技術(shù)。