对一种补偿电路单元—磁能恢复开关电路的研究

论文摘要

在电力系统中应用无功补偿技术不仅可以降低线路损耗、节约能源,还可以提高电网的供电质量。本文陈述了无功在电路中存在的作用以及危害,无功补偿技术的原理和分类。作为电力电子发展的一个方向,绿色环保的无功补偿技术--半导体开关型补偿技术越来越受重视,本文介绍了几种电力电子开关型的补偿电路,并详细分析了一种电力电子开关型的串联补偿电路—磁能恢复开关（MERS）。作为一种串联补偿电路,MERS电路结构简单,控制灵活,相比于固定电容串联补偿也并不复杂多少。MERS的基本原理就是:利用类似于逆变器全桥开关和一只直流电解电容结合使用,通过对开关器件的控制,适时改变电容在电路的有效电抗,使电容和电感之间产生谐振,达到提高电路输入功率因数的目的。论文在参考大量国内外文献的基础上,详细介绍了磁能恢复开关电路单元的结构,运行状态,以及MERS在实际交流电路中的三种应用模式分析,即不连续运行模式、直流偏置模式、完全平衡模式,并且分析了各种模式下的电路波形,给出这些模式的工作条件。在此基础上,又阐述了MERS单元在电路中运行的一些特性和电力相关领域中的应用。本文以MERS这种可控串联补偿电路为研究对象,对其在SIMULINK仿真环境下进行了建模和仿真分析。通过仿真可以较直观的看出电路在提高功率因数方面的作用,在PWM控制方式下,电路可以获得的输入功率因数能够接近1。但是由于电容和开关的作用,不可避免的要产生谐波电流,负载上电压就不是正弦波,可以通过在电路中设置滤波电路来改善负载电压。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 电力电子技术概述
• 1.2 问题的提出
• 1.3 无功补偿技术介绍
• 1.4 本文研究背景和主要内容
• 2 电力电子开关型电力补偿技术概述
• 2.1 电力电子开关型电力补偿技术
• 2.2 开关型电力电子补偿技术分类
• 2.3 晶闸管开关型并联电抗补偿控制器
• 2.4 晶闸管开关型串联电抗补偿控制器
• 2.5 PWM 开关型串联基波电压补偿器
• 3 MERS 电路分析
• 3.1 MERS 电路拓扑和运行状况
• 3.2 使用MERS 的电路运行模式分析
• 3.3 利用向量图分析MERS 在电路的工作原理
• 3.4 电路运行特性分析
• 3.5 MERS 电路的应用
• 4 MERS 在单相电路应用中电路设计与仿真
• 4.1 主电路的设计
• 4.2 控制电路的设计
• 4.3 电路建模与仿真
• 全文总结
• 致谢
• 参考文献