第四章 固態虛功補償器
4.4 實測結果
為驗証固態虛功補償器之功能，本章發展一以數位信號處理器控之三相固態 虛功補償器雛型，其主要參數如表4.1所示。
表4.1 硬體雛型之主要參數 市電電壓 220V,三相三線 直流匯流排電壓 380V
高頻漣波濾波器 R=5 C=6uf, L1=0.12mH, L2=0.2mH 切換頻率 20kHz 直流側儲能電容 4900uF
圖4-5所示為固態虛功補償器之補償電流。由圖中可看出三相輸出電流皆為正 弦波且R相輸出電流與R相市電電壓相差將近90o，因此證明固態虛功補償器能產生 一幾乎是純虛功之補償電流。圖4-6所示為Ｒ相補償電流及其頻譜，由圖中可知虛
功補償裝置之電流近乎正弦波，可避免該虛功補償裝置產生諧波污染或諧波放大 的問題。
圖4-5 固態虛功補償器之實測結果，(a)Ｒ相之線電壓，(b) 電能轉換器Ｒ相 輸出電流，(c) 電能轉換器S相輸出電流，(d)電能轉換器T相輸出電流。
圖4-6 Ｒ相補償電流及其頻譜
圖4-7所示為固態虛功補償器R相之補償結果。由圖中可看出補償後市電電壓
圖4-7 固態虛功補償器R相之補償結果，(a)Ｒ相之線電壓，(b) Ｒ相市電電流，
(c) Ｒ相負載電流，(d) R相固態虛功補償器輸出電流。
圖4-8及4-9所示為固態虛功補償器加、減載暫態之實側結果。由圖中可看出 其暫態響應時間約為二至三個週期，且在暫態期間固態虛功補償器電流仍維持弦 波，証明固態虛功補償器具有良好的暫態特性。
圖4-8 固態虛功補償器去載暫態，(a)Ｒ相之線電壓，(b) Ｒ相市電電流，(c) Ｒ 相負載電流，(d) R相固態虛功補償器輸出電流。
圖4-9 固態虛功補償器去載暫態，(a)Ｒ相之線電壓，(b) Ｒ相市電電流，(c) Ｒ 相負載電流，(d) R相固態虛功補償器輸出電流。
圖4-10所示為當固態虛功補償器啟動及關閉時系統虛功變化之實測結果，系 統中負載為4.12KVAR之落後虛功，當固態虛功補償器啟動後系統之虛功量立即降 至0KVAR，且功因亦由最低的0.76立即升至1.00；而在固態虛功補償器關閉之後，
系統之虛功量再升高至4.12KVAR，且功因又降至0.76，因此證明本論文所提之固 態虛功補償器能快速且準確的補償負載所需之虛功量，而使系統功因達到單位功 因。
近年來由於非線性負載大量地被使用在配電系統，造成配電系統諧波汙染日 益嚴重，亦造成配電系統電壓的失真，因此，為了驗証固態虛功補償器在配電系 統電壓失真下之補償性能，本論文利用一電感串聯在電源端以增加系統阻抗並在 電感後面再加入一非線性負載以造成電源電壓失真。圖4-11所示為在電源電壓波 形失真下本論文所發展之固態虛功補償器之實測結果。由圖中可看出在電源電壓 波形失真下，固態虛功補償器輸出電流仍然趨近於正弦波，而不受電源電壓波形 失真之影響，因此驗証了固態虛功補償器在電源電壓失真下仍有相當良好的補償 效果。
圖4-11 電源電壓波形失真下之本論文所發展之固態虛功補償器其性能，(a)Ｒ相 之線電壓，(b) 電能轉換器Ｒ相輸出電流，(c) 電能轉換器S相輸出電流，(d)電
能轉換器T相輸出電流。
圖4-12、4-13所示為在電源電壓不平衡下本論文所發展之固態虛功補償器之 實測結果。圖4-12所示為三相不平衡電源電壓之波形，而圖4-13為在電源電壓不 平衡下之本論文所發展之固態虛功補償器之輸出電流波形，由圖中可看出固態虛 功補償器輸出電流之振幅幾乎一樣，不受電源電壓不平衡之影響。
圖4-12 三相電源電壓不平衡，(a)Ｒ相之線電壓，(b) 電S相之線電壓，(c) T相 之線電壓。
圖4-13 在電源電壓不平衡下之情況本論文所發展之固態虛功補償器其性能，(a) Ｒ相之線電壓，(b) 電能轉換器Ｒ相輸出電流，(c) 電能轉換器S相輸出電流，(d)
電能轉換器T相輸出電流。
由以上實驗結果可以看出本論文所發展之固態虛功補償裝置，其提供之虛功 量可以依負載變動而線性調整，使輸入功因維持在單位功因，且該固態虛功補償 器之補償電流為一近乎正弦波，可避免該裝置對電源系統產生諧波破壞，因此不