一種矯正電網功率因素、提高變壓器利用率的鏈式svg裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種矯正電網功率因素、提高變壓器利用率的鏈式SVG裝置。鏈式SVG裝置包括：H電橋多聯型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構成，其中，每相H橋功率模塊中增設至少一個備用H電橋單元電路；該多電平逆變器能自動旁路發生故障的Ｈ橋單元電路；自動旁路電路，設于各H電橋單元電路的輸出端，且當一H電橋單元電路發生損壞時，將該H電橋單元電路旁路；采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時值；分相電流獨立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據所述三相電源的電壓和電流的瞬時值計算出所述脈寬調制電路所需的正弦調制波的調制比和相位角。
【專利說明】
一種矯正電網功率因素、提高變壓器利用率的鏈式SVG裝置
技術領域
[0001] 本發明涉及一種矯正電網的功率因素、提高變壓器的利用率的鏈式SVG裝置。
【背景技術】
[0002] 當前我國的電路板工業發展迅猛，由于電路板生產企業所生產的廢水中往往含有 大量的具有回收價值的金屬物質，且重金屬超標嚴重，特別是蝕刻液中還有大量的銅離子， 其排放會給環境帶來極大的危害，所以如何能提煉出蝕刻液中的銅離子，提高電解銅的生 產效率是本領域的技術難題。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種適于提高電解效率，方便取出析出金屬的矯 正電網的功率因素、提高變壓器的利用率的離子膜電解槽用鏈式SVG裝置。
[0004] 為了解決上述問題，本發明提供了一種離子膜電解槽，包括:槽體，所述槽體內設 置有離子交換膜，所述離子交換膜將所述槽體分割為陽極室和陰極室，所述槽體的底部還 設一出料漏斗，且所述出料漏斗與所述陰極室相連； 所述出料漏斗與一出液管相連以排放電解廢液； 在所述出料漏斗的底部設一適于收集析出的金屬的收集倉，且該收集倉的入口與所述 出料漏斗的底部相連。
[0005] 進一步，中央處理器，所述收集倉的底部設有卸料口，在收集倉內的底部設一重量 傳感器以檢測收集倉內的金屬的重量，該重量傳感器與所述中央處理器相連，在所述收集 倉的入口處設一閥，該閥和卸料口由中央處理器控制； 其中，當所述重量傳感器檢測到所述收集倉收集的金屬達到一定重量時所述中央處理 器關閉所述閥，并打開卸料口卸下收集倉內的金屬。
[0006] 進一步，為了對離子膜電解槽在工作時產生的無功功率進行補償，提高電網的帶 載能力，在所述離子膜電解槽的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈式SVG裝置。
[0007] 所述鏈式SVG裝置包括： Η電橋多聯型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相Η橋功率模塊構成，其 中，每相Η橋功率模塊中增設至少一個備用Η電橋單元電路;該多電平逆變器能自動旁路發 生故障的Η橋單元電路，以保證Η電橋多聯型多電平逆變器正常工作，使所述鏈式SVG裝置 繼續達到矯正功率因素的目的， 自動旁路電路，設于各Η電橋單元電路的輸出端，且當一 Η電橋單元電路發生損壞時，將 該Η電橋單元電路旁路； 采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時值； 分相電流獨立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據所述三相電源的電壓和電 流的瞬時值計算出所述脈寬調制電路所需的正弦調制波的調制比Μ和相位角δ; 脈寬調制電路，與所述分相電流獨立控制電路相連，用于根據所述正弦調制波的調制 比Μ和相位角δ對各Η電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進行控制；即，當損壞的 Η電橋單元電路旁路后，該脈寬調制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎 上，改變該損壞的Η電橋單元電路所在的一相Η橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載 波頻率，以獲得與該相Η橋功率模塊中剩余的Η電橋單元電路數量相對應的載波三角波移相 SPWM的脈沖調制波形。
[0008] 進一步，所述分相電流獨立控制電路，包括： 鎖相環，根據所述三相電源的電壓的瞬時值以跟蹤所述三相電源的電壓相位； 無功電流給定模塊，適于根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的余弦量 并與一無功電流參考值相乘，以得到實際的無功電流輸出； 有功電流給定模塊，適于根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的正弦 量，同時根據所述各相Η橋功率模塊的直流側電容的電壓平均值與一直流側電容的電壓參 考值相減并經過ΡΙ控制后再與所述正弦量相乘，以得到實際的有功電流輸出； 瞬時電流跟蹤模塊，用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流 疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時電流，并通過控制器以計算出所述脈寬調制電路所 需的正弦調制波的調制比Μ和相位角δ。
[0009] 與現有技術相比，本發明的離子膜電解槽具有如下優點：（1)利用所述鏈式SVG裝 置，矯正由于離子膜電解槽的電解過程造成電網的功率因素下降的問題，提高了變壓器的 利用率；（2)在所述鏈式SVG裝置中設有備用Η橋單元電路，能再一Η橋單元電路發生故障 時，把該故障的Η橋單元電路自動旁路，并且保證Η電橋多聯型多電平逆變器正常工作，即， 矯正電網功率因素；（3)并且在該Η橋功率模塊發生損壞時，無需停機檢修，保證了電網的穩 定；（4)脈寬調制電路調節發生損壞的一相Η橋功率模塊的調制波，有效的避免了諧波產生； (5)通過分相電流獨立控制實現了三相電源不平衡輸出的補償問題；（6)通過收集倉對析出 金屬進行收集，能實現析出多少收集多少，做到電解和收集兩個工作分開，互相獨立；當收 集倉內的金屬達到一定重量時，關閉閥防止液體流出，保證蝕刻液在電解槽內繼續進行反 應，但是同時進行卸料工作，當卸料結束，關閉卸料口，控制閥打開繼續收集析出的金屬，極 大地提高了生產效率；（7)當蝕刻液的金屬被電解完畢之后，廢液從出液管排出，排出過程 中不會沖掉收集倉的金屬。
[0010] 本發明還要解決的技術問題是提供一種適于提高電解效率，方便取出析出金屬的 離子膜電解槽的工作方法。
[0011] 為了解決上述問題，本發明的離子膜電解槽的工作方法，包括： ① 所述離子膜電解槽的電解反應析出的金屬滑入出料漏斗，并進入收集倉； ② 當所述重量傳感器檢測到所述收集倉收集的金屬達到一定重量時所述中央處理器 關閉所述閥，并打開卸料口卸下收集倉內的金屬； ③ 卸料完畢后，關閉所述卸料口和閥，所述離子膜電解槽繼續電解反應。
[0012] 本發明還要解決的技術問題是提供一種適于提高電解效率，補償離子膜電解槽的 功率因數的工作方法。
[0013] 為了解決上述問題，本發明的離子膜電解槽的工作方法，包括： 一種適于鏈式SVG裝置的工作方法，包括： Α:當一Η電橋單元電路損壞時，相應的自動旁路電路旁路該Η電橋單元電路； B:所述脈寬調制電路在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎上，改變所述損壞的 Η電橋單元電路所在的一相Η橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與 該相Η橋功率模塊中剩余的Η電橋單元電路數量相對應的載波三角波移相SPWM的脈沖調制 波形； 所述分相電流獨立控制電路的工作方法包括如下步驟： (1) 通過鎖相環根據輸入的所述三相電源的電壓的瞬時值以跟蹤所述三相電源的電壓 相位； (2) 根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考 值相乘，以得到實際的無功電流輸出； (3) 根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的正弦量，同時根據所述各相Η 橋功率模塊的直流側電容的電壓平均值與一直流側電容的電壓參考值相減并經過PI控制 后再與所述正弦量相乘，以得到實際的有功電流輸出； (4) 用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去 所述三相電源中的瞬時電流，并通過控制器以計算出所述脈寬調制電路所需的正弦調制波 的調制比Μ和相位角δ。
[0014] 與現有技術相比，本發明的離子膜電解槽的工作方法具有如下優點：（1)通過每相 Η橋功率模塊中增設至少一個備用Η電橋單元電路，使Η橋功率模塊發生損壞時，自動旁路故 障模塊，無需停機檢修;（2)脈寬調制電路調節發生損壞的一相Η橋功率模塊的調制波，有效 的避免了諧波產生；（3)通過分相電流獨立控制實現了三相電源不平衡輸出的補償問題。 (4)通過收集倉對析出金屬進行收集，能實現析出多少收集多少，做到電解和收集兩個工作 分開，互相獨立；當收集倉內的金屬達到一定重量時，關閉閥防止液體流出，保證蝕刻液在 電解槽內繼續進行反應，但是同時進行卸料工作，當卸料結束，關閉卸料口，控制閥打開繼 續收集析出的金屬，極大地提高了生產效率；（5)當蝕刻液的金屬被電解完畢之后，廢液從 出液管排出，排出過程中不會沖掉收集倉的金屬。
【附圖說明】
[0015] 為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據的具體實施例并結合附圖， 對本發明作進一步詳細的說明，其中 圖1本發明的離子膜電解槽的結構示意圖； 圖2本發明的離子膜電解槽連接三相電源和鏈式SVG裝置的結構示意圖； 圖3本發明的Η電橋多聯型的多電平逆變器的電路結構圖； 圖4本發明的分相電流獨立控制電路的結構框圖； 圖5本發明的載波三角波同相單層層疊 SPWM調制的波形圖； 圖6本發明的發生Η電橋單元模塊發生故障前的脈沖生成時序； 圖7本發明的第一種故障Η電橋單元模塊被旁路后的脈沖生成時序； 圖8本發明的第二種故障Η電橋單元模塊被旁路后的脈沖生成時序。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明： 實施例1 如圖1所示，一種離子膜電解槽，包括:槽體1，所述槽體內設置有離子交換膜，所述離子 交換膜將所述槽體分割為陽極室和陰極室，其特征在于，所述槽體的底部還設一出料漏斗 2,且所述出料漏斗2與所述陰極室相連;所述出料漏斗2與一出液管3相連以排放電解廢液； 在所述出料漏斗2的底部設一適于收集析出的金屬的收集倉4,且該收集倉4的入口與所述 出料漏斗2的底部相連。
[0017] 所述離子膜電解槽還包括：中央處理器，所述收集倉4的底部設有卸料口 4-1，在收 集倉4內的底部設一重量傳感器以檢測收集倉4內的金屬的重量，該重量傳感器與所述中央 處理器相連，在所述收集倉4的入口處設一閥4-2，該閥4-2和卸料口由中央處理器控制；其 中，當所述重量傳感器檢測到所述收集倉4收集的金屬達到一定重量時所述中央處理器關 閉所述閥4-2,并打開卸料口 4-1卸下收集倉4內的金屬。
[0018] 在所述出液管3設一控制電解廢液排放的排放閥3-1，即在電解反應時候，關閉該 排放閥3-1。在所述離子膜電解槽的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈式SVG裝 置。
[0019] 如圖2-3所示，所述鏈式SVG裝置包括： Η電橋多聯型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相Η橋功率模塊構成，其 中，每相Η橋功率模塊中增設至少一個備用Η電橋單元電路； 自動旁路電路，設于各Η電橋單元電路的輸出端，且當一 Η電橋單元電路發生損壞時，將 該Η電橋單元電路旁路； 采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時值，該瞬時值包括電壓和電流 的幅值、周期； 分相電流獨立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據所述三相電源的電壓和電 流的瞬時值計算出所述脈寬調制電路所需的正弦調制波的調制比Μ和相位角δ; 脈寬調制電路，與所述分相電流獨立控制電路相連，用于根據所述正弦調制波的調制 比Μ和相位角δ對各Η電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPWM進行控制；即，當損壞的 Η電橋單元電路旁路后，該脈寬調制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎 上，改變該損壞的Η電橋單元電路所在的一相Η橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載 波頻率，以獲得與該相Η橋功率模塊中剩余的Η電橋單元電路數量相對應的載波三角波移相 SPWM的脈沖調制波形。
[0020] 見圖4,所述分相電流獨立控制電路，包括： 鎖相環，根據所述三相電源的電壓的瞬時值以跟蹤所述三相電源的電壓相位； 無功電流給定模塊，適于根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的余弦量 并與一無功電流參考值相乘，以得到實際的無功電流輸出； 有功電流給定模塊，適于根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的正弦 量，同時根據所述各相Η橋功率模塊的直流側電容的電壓平均值與一直流側電容的電壓參 考值相減并經過ΡΙ控制后再與所述正弦量相乘，以得到實際的有功電流輸出； 瞬時電流跟蹤模塊，用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流 疊加，然后減去所述三相電源中的瞬時電流，并通過控制器以計算出所述脈寬調制電路所 需的正弦調制波的調制比Μ和相位角δ。
[0021]其中參考電流為期望的補償電流，直流電壓參考值為期望的補償電壓。
[0022] 所述脈寬調制電路涉及SPWM脈寬調制法，該SPWM脈寬調制法是用一正弦波做調制 波，以F倍于正弦調制波頻率的三角波做載波進行波形比較而產生的一組幅值相等，寬度正 比于正弦調制波的矩形脈沖列來等效正弦波，從而控制開關器件（即多電平逆變器中的開 關器件)的通斷。
[0023]本發明采用載波三角波移相spmi控制和載波三角波層疊式spmi控制的混合控制 算法:從整體而言，各Η電橋單元電路之間采用載波三角波移相SPWM控制，而單個Η電橋單元 電路采用層疊式SPWM控制的方法，這種調制方法，輸出諧波含量小，開關頻率低，且能夠很 好地解決逆變效率低的問題。
[0024]載波三角波移相SPTO1控制法，是指對于N個Η電橋單元電路，采用N個相位不同，但 頻率和幅值相同的載波三角波與同一個正弦調制波進行比較，產生出Ν組SPWM控制脈沖波 形分別去控制N個Η橋，使各個Η電橋單元電路都輸出基波電壓相同的SPWM電壓波形，然后再 將這N個Η電橋單元電路輸出的SPWM電壓波形進行疊加而合成出SPWM多電平電壓波形。 [0025] N個載波三角波的初相位角應該依次移開一個角度，若采用雙極性載波三角波，這 個角度為這;若是單極性載波三角波，角度為《 = 深。
[0026] 載波三角波層疊式SPWM控制法是應用比較早的一種多電平逆變器的SPWM調制法。 載波三角波層疊式SPmi調制法可以分為兩種，即單層層疊式SPWM調制法和多層層疊式SPWM 調制法，該兩種方法都能達到本專利的技術效果。
[0027] 載波三角波單層層疊式SPWM調制法根據兩個三角載波的相位關系又可分為載波 三角波反相單層層疊 SPWM調制法(兩個載波三角波的相位相反)和載波三角波同相單層層 疊 SPWM調制法(兩個載波三角波的相位相同）。載波三角波反相單層層疊 SPWM調制法和載波 三角波同相單層層疊 SPWM調制法這兩中調制方法沒有什么優劣之分，本發明采用載波三角 波同相單層層疊 SPWM調制法。
[0028] 在載波三角波同相單層層疊 SPWM調制法中，兩個載波三角波和％5的相位相 同，其工作波形如圖5所示。其中嶺1:和&:為橫軸上、下層的載波三角波，％為正弦調制波。 用正弦波與三角波進行比較，在正弦波4大于三角波的部分會產生輸出SPWM脈沖，在正弦 波，小于三角波的部分會產生輸出電壓的零脈沖。由于與％ 2是同相的，也就是說 與峰:丨不對稱于坐標橫軸，所以通過正弦波與三角波的比較，產生的輸出電壓SPWM波形的正 半周與負半軸是不相同的。
[0029] 任取一個Η電橋單元電路進行研究，從功率角度分析。設1\為!1電橋單元電路的輸 出電壓為相電流，^為輸出電壓和相電流的夾角，則Η電橋單元電路吸收的有功功率為：
，可見，通過改變Η電橋單元電路輸出電壓大小、相電流大小以及它們之 間的夾角就能夠改變Η橋吸收的有功功率。因為相電流Α的大小和方向固定，所以只能改 變Η電橋單元電路輸出電壓的大小和方向，即對應到脈寬調制電路輸出的調制比Μ和移相角
[0030] 鏈式SVG的控制策略采用分層的控制結構:上層控制主要確定總的有功和無功功 率，下層控制主要是調節有功在該相各Η橋之間的合理分配，保證直流側電容電壓平衡。本 發明上層控制的方法采用分相電流獨立控制，計算出期望的調制波的調制比和相位角，將 各橋直流側電壓的誤差量化為正弦函數疊加在該Η電橋單元電路的調制波上，對每一個Η電 橋單元電路的調制波相位進行微調，調節有功在各Η電橋單元電路之間的分配。
[0031] 鏈式SVG的三相直流側不存在耦合關系，因而可以實現分相控制，對三相系統分別 補償，對平衡系統和不平衡系統都會有比較好的補償效果。前段中提出的控制策略，其上層 控制采用電流狀態完全解耦控制，暫態響應快，穩定性好，但是控制器設計時只考慮了三相 平衡時的情況，并沒有考慮到三相系統不平衡的問題。對電網質量調查表明，電網電壓或多 或少存在相位或者幅值的不對稱，也就是說在實際情況中，三相系統大多是不平衡的。
[0032] 自動旁路電路，采用自動旁路技術，自動旁路技術就是直接將故障功率模塊交流 側旁路，從而實現故障模塊與裝置的分離。通過在每個功率單元模塊的輸出側設置一個旁 路機構來實現自動旁路。
[0033] 可以采用在各Η電橋單元電路的輸出端設有一繼電器，利用控制常開和常閉狀態 來實現故障Η電橋單元電路與該相Η橋功率模塊分離;也可以采用整流橋和晶閘管，各Η電橋 單元電路的輸出端連接到兩對二極管組成的整流橋，所以晶閘管始終處于正向壓降下。當 監控系統檢測到功率模塊內部故障時，立即封鎖IGBT脈沖，并觸發晶閘管導通，實現旁路分 離;或者采用雙向晶閘管。
[0034] 當某一相Η橋功率模塊中有故障Η電橋單元電路被旁路以后，如果脈寬調制電路輸 出的正弦調制信號的脈沖發送還是按照正常運行時發送，而該鏈式SVG控制系統的輸出卻 只有Ν個Η電橋單元電路輸出電壓疊加，諧波含量將會增加。因此，對于剩下的Ν個非故障Η電 橋單兀電路，調制策略需作相應的調整。
[0035]因為載波三角波層疊式SPWM只是在單個Η電橋單元電路內部起作用，因此故障模 塊分離對載波三角波層疊式SPWM調制沒有影響，只對載波三角波移相SPWM造成影響。所以， 為了方便分析，只對載波三角波移相SPWM進行分析。設Ν+1個Η電橋單元電路串聯時，該鏈式 SVG控制系統的載波頻率為1/Τ。，采樣周期為Ts，載波為單極性時，采樣周期Ts = Τ。/[2(Ν+ 1)]。下面給出故障Η電橋單元電路分離后兩種常用的調整方法。
[0036] 第一種方法:Tc不變，Ts變化 為了簡化分析，選擇故障前，設所述多電平逆變器個數為n+l=6，則各相Η橋功率模塊的 采樣周期 TS=IV12，在0/6Ts、Ts/7Ts、2Ts/8Ts、3T s/9Ts、4Ts/10Ts、5TS/1 ITs 時刻一次采樣調制 波，并比較生成相應的觸發脈沖，如圖6所示。
[0037] 若某一 Η電橋單元電路因發生故障被分離后(假設第一個Η電橋單元電路被分離）， 如不對調制策略作相應調整，則剩余Ν個非故障Η電橋單元電路的脈沖生成時序如圖7(a)所 不。從圖中可以看出Η電橋單兀電路0和Η電橋單兀電路2之間的米樣間隔是2T S，但是其他功 率Η電橋單元電路之間的采樣間隔是Ts，這明顯不符合載波移相SPWM調制的基本原理。SVG 裝置的輸出電壓的諧波含量必然增加。
[0038] 設載波周期不變，仍然為T。，但是將采樣周期在T。內重新調整。如圖7(b)所示，由于 故障后，所述多電平逆變器的數量變為5,從而調制后的采樣周期為1' 8'=1'。/10。這樣將產生~ =5的完整的載波移相輸出脈沖。
[0039] 該方法通過改變故障相(發生故障的Η電橋單元電路所在的一相Η橋功率模塊）的 采樣周期來調整該相載波移相SPWM的開關調制策略。對該相來說，可以起到很好的調節作 用。
[0040] 第二種方法:T。變化，Ts不變 當第一個Η電橋單元電路發生故障被分離時，保持采樣周期1不變，調整該相的載波三 角波周期。如圖8所示。
[0041]調整后故障相的載波周期為Tc'，保持其他非故障相的載波周期Tc不變。調整后 的脈沖時序如圖8(b)所示:在0/5Ts、Ts/6Ts、2Ts/7Ts、3Ts/8Ts、4Ts/9Ts時刻，一次采樣調 制波生成Η橋功率模塊的觸發脈沖。這樣，得到了完整的N=5的載波移相SPWM脈沖調制波形。 由于故障相的采樣周期在故障模塊分離前后沒有改變，故障分離后，仍能保證三相電流采 樣的同步性。
[0042] 所述分相電流獨立控制電路的工作方法。見圖4，圖中.:％、$、、為采集電路采 集到三相電壓瞬時值；、~、I為PLL跟蹤到的三相電源的電壓相位；/〗、4C、為各相 無功電流參考值;《:::、G、石為各相Η橋功率模塊的直流側電容的電壓平均值;直流側電 容的電壓參考值；UΑ為采集電路采集到三相電流瞬時值;通過相應的ΡΙ控制器可以計 算SVG輸出電壓的參考信號，再進一步根據瞬時無功理論計算出相應的各相無功電流參考 值和直流側電容的電壓參考值。上述獲得各相無功電流參考值和直流側電容的電壓參考值 的具體方法詳見文獻：楊君，王兆安，邱關源.單相電路諧波及無功電流的一種檢測方法 [J]，電工技術學報，1996(3)，11(3):42-46;蔣斌，顏鋼鋒，趙光宙.單相電路瞬時諧波及 無功電流實時檢測新方法[J].電力系統自動化，2000(11): 36-39。
[0043] 實施例2 見圖1，在實施例1的基礎上，所述離子膜電解槽的工作方法，包括： ① 述離子膜電解槽的電解反應析出的金屬滑入出料漏斗2,并進入收集倉4; ② 所述重量傳感器檢測到所述收集倉4收集的金屬達到一定重量時所述中央處理器關 閉所述閥4-2,并打開卸料口 4-1卸下收集倉4內的金屬； ③ 料完畢后，關閉所述卸料口 4-1和閥4-2,所述離子膜電解槽繼續電解反應。
[0044] 實施例3 在實施例1的基礎上，所述離子膜電解槽的工作方法，包括： 所述鏈式SVG裝置的工作方法包括如下步驟： A:當一Η電橋單元電路損壞時，相應的自動旁路電路旁路該Η電橋單元電路； Β:所述脈寬調制電路在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎上，改變所述損壞的 Η電橋單元電路所在的一相Η橋功率模塊的所述載波三角波移相SPWM的載波頻率，以獲得與 該相Η橋功率模塊中剩余的Η電橋單元電路數量相對應的載波三角波移相SPWM的脈沖調制 波形； 所述分相電流獨立控制電路的工作方法包括如下步驟： (1) 通過鎖相環根據輸入的所述三相電源的電壓的瞬時值以跟蹤所述三相電源的電壓 相位； (2) 根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的余弦量并與一無功電流參考 值相乘，以得到實際的無功電流輸出； (3) 根據所述鎖相環得出的電壓相位計算出該電壓相位的正弦量，同時根據所述各相Η 橋功率模塊的直流側電容的電壓平均值與一直流側電容的電壓參考值相減并經過PI控制 后再與所述正弦量相乘，以得到實際的有功電流輸出； (4) 用于先將所述無功電流給定模塊和有功電流給定模塊輸出的電流疊加，然后減去 所述三相電源中的瞬時電流，并通過控制器以計算出所述脈寬調制電路所需的正弦調制波 的調制比Μ和相位角δ。
【主權項】
1. 一種離子膜電解槽用鏈式SVG裝置，離子膜電解槽包括:槽體，所述槽體內設置有離 子交換膜，所述離子交換膜將所述槽體分割為陽極室和陰極室，其特征在于，所述槽體的底 部還設一出料漏斗，且所述出料漏斗與所述陰極室相連； 所述出料漏斗與一出液管相連以排放電解廢液； 在所述出料漏斗的底部設一適于收集析出的金屬的收集倉，且該收集倉的入口與所述 出料漏斗的底部相連； 離子膜電解槽還包括：中央處理器，所述收集倉的底部設有卸料口，在所述收集倉的入 口處設一閥，該閥和卸料口由中央處理器控制； 在所述離子膜電解槽的三相電源輸入端連接一適于矯正功率因素的鏈式SVG裝置;鏈 式SVG裝置包括： H電橋多聯型的多電平逆變器，其由連接于所述三相電源的三相H橋功率模塊構成，其 中，每相H橋功率模塊中增設至少一個備用H電橋單元電路； 自動旁路電路，設于各H電橋單元電路的輸出端，且當一 H電橋單元電路發生損壞時，將 該H電橋單元電路旁路； 采樣電路，適于采集所述三相電源的電壓和電流的瞬時值； 分相電流獨立控制電路，其與所述采樣電路相連的適于根據所述三相電源的電壓和電 流的瞬時值計算出所述脈寬調制電路所需的正弦調制波的調制比M和相位角δ; 脈寬調制電路，與所述分相電流獨立控制電路相連，用于根據所述正弦調制波的調制 比M和相位角δ對各H電橋單元電路之間采用的載波三角波移相SPffM進行控制；即，當損壞的 H電橋單元電路旁路后，該脈寬調制電路適于在保持所述采樣電路的采樣周期不變的基礎 上，改變該損壞的H電橋單元電路所在的一相H橋功率模塊的所述載波三角波移相SPffM的載 波頻率，以獲得與該相H橋功率模塊中剩余的H電橋單元電路數量相對應的載波三角波移相 SPffM的脈沖調制波形。
【文檔編號】H02J3/18GK105887143SQ201610244527
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2012年12月13日
【發明人】不公告發明人
【申請人】周杰