一種有源電力濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種有源電力濾波器，尤其涉及一種三相四線制系統(tǒng)的有源電力濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，大量的諧波被注入電網(wǎng)，致使整個(gè)電網(wǎng)的電能質(zhì)量日益惡化。為保障配電網(wǎng)終端用戶高品質(zhì)的電力供應(yīng)，隨著瞬時(shí)無(wú)功功率理論及電力電子器件的發(fā)展，取代無(wú)源濾波及電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置，其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)、諧波電流檢測(cè)及補(bǔ)償方法都成為了當(dāng)今熱點(diǎn)話題。
[0003]由于如今電網(wǎng)系統(tǒng)中電能質(zhì)量問(wèn)題已經(jīng)不再是一個(gè)單一的問(wèn)題，而是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題。
[0004]隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，在三相四線制配電網(wǎng)中，非線性沖擊性負(fù)載的使用曰益廣泛，使得電網(wǎng)電流中出現(xiàn)大量的諧波成分，特別是各相零序諧波電流以及負(fù)載的不平衡引起的不平衡電流在中性線上的累計(jì)，對(duì)配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。使用電能質(zhì)量控制裝置快速地對(duì)諧波、無(wú)功以及不平衡進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0005]有源電力濾波器與無(wú)源濾波器相比，有源電力濾波器響應(yīng)速度快、可控性高，能實(shí)時(shí)跟蹤控制各次諧波及無(wú)功功率，體積小重量輕等優(yōu)點(diǎn)，因而有源電力濾波器已成為電力諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹匾刂蒲b置。
[0006]但是在三相四線制系統(tǒng)電壓不對(duì)稱或畸變時(shí)，面對(duì)諧波、無(wú)功及不平衡問(wèn)題，現(xiàn)有的有源電力濾波器還是不能滿足當(dāng)今社會(huì)的需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的，在于提供一種對(duì)諧波、無(wú)功及不平衡進(jìn)行復(fù)合補(bǔ)償?shù)挠性措娏V波器。
[0008]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0009]一種三相四線制系統(tǒng)的有源電力濾波器，包括指令電流運(yùn)算電路、補(bǔ)償電流發(fā)生電路、第一至第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器和鎖相環(huán)，所述指令電流運(yùn)算電路包括中線電流分離模塊和諧波電流檢測(cè)模塊；第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與諧波電流檢測(cè)模塊的第一輸入端連接，第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、中線電流分離模塊和補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第一輸入端依次連接，第四A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、鎖相環(huán)和諧波電流檢測(cè)模塊的第二輸入端依次連接，補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第一輸出端、第三A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器依次連接后與諧波電流檢測(cè)模塊的輸出端連接，并共同連接補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第二輸入端，第一、第二和第四A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端和補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第二輸出端分別對(duì)外連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述補(bǔ)償電流發(fā)生電路包括依次連接的主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，所述主電路的第一輸出端對(duì)外連接，主電路的第二輸出端對(duì)外連接第三A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，控制電路的第一輸入端與中線電流分離模塊連接，控制電路的第二輸入端分別與直流電壓控制器和諧波電流檢測(cè)模塊連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述主電路采用三相四橋臂電壓源逆變器拓?fù)洹?br>[0012]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)電路采用TPL250驅(qū)動(dòng)芯片，其接收來(lái)自于控制電路輸出的PWM信號(hào)并經(jīng)隔離放大后驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，將與電流中的諧波成分大小相同方向相反的電流注入到主電路中。
[0013]進(jìn)一步的，所述控制電路采用基于DSP+FPGA的數(shù)字控制器。
[0014]采用上述方案后，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)對(duì)三相四線制系統(tǒng)電壓不對(duì)稱或畸變時(shí)，對(duì)諧波、無(wú)功及不平衡進(jìn)行復(fù)合補(bǔ)償，最終得到理想的交流電源，避免或減少對(duì)電網(wǎng)的危害。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，一種運(yùn)用于三相四線制系統(tǒng)的有源電力濾波器包括指令電流運(yùn)算電路、補(bǔ)償電流發(fā)生電路、第一至第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器和鎖相環(huán)。所述指令電流運(yùn)算電路包括中線電流分離模塊和諧波電流檢測(cè)模塊，所述補(bǔ)償電流發(fā)生電路包括依次連接的主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路。
[0018]第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與諧波電流檢測(cè)模塊的第一輸入端連接，第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、中線電流分離模塊和控制電路的第一輸入端依次連接，第四A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、鎖相環(huán)和諧波電流檢測(cè)模塊的第二輸入端依次連接，主電路的第二輸出端、第三A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器依次連接后與諧波電流檢測(cè)模塊的輸出端連接，并共同連接控制電路的第二輸入端，第一、第二和第四A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端和主電路的第一輸出端分別對(duì)外連接。
[0019]所述主電路采用三相四橋臂電壓源逆變器拓?fù)洹Ｍㄟ^(guò)外部檢測(cè)出的非線性負(fù)載電流經(jīng)過(guò)第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后輸入給中線電流分離模塊，提供給主電路的第四橋臂用于獨(dú)立控制中線電流。同時(shí)外部檢測(cè)出的非線性負(fù)載電流經(jīng)過(guò)第一和第四A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號(hào)調(diào)理后輸入給諧波電流檢測(cè)模塊，提供給主電路的前三橋臂用于補(bǔ)償諧波及無(wú)功。將得到的需要補(bǔ)償?shù)闹芯€電流和基波正序有功電流反向，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)IGBT的出發(fā)，將反向電流注入系統(tǒng)中。
[0020]所述驅(qū)動(dòng)電路采用TPL250驅(qū)動(dòng)芯片，其接收來(lái)自于控制電路輸出的HVM信號(hào)并經(jīng)隔離放大后驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，將與電流中的諧波成分大小相同方向相反的電流注入到主電路中。
[0021]所述控制電路采用基于DSP+FPGA的數(shù)字控制器。
[0022]本實(shí)用新型的有源電力濾波器采用DSP數(shù)字控制方式，穩(wěn)定性好，可靠性高，能精確補(bǔ)償。能過(guò)濾除2次至50次之間全部或選定次數(shù)的諧波。濾波能力達(dá)到97%，能快速響應(yīng)，響應(yīng)時(shí)間小于0.5ms,功率因數(shù)可達(dá)0.97以上，能同時(shí)解決電壓波動(dòng)和閃變。
[0023]所述有源電力濾波器支持RS485/RS232/以太網(wǎng)通訊功能，與上位機(jī)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控軟件，支持Modbus通信協(xié)議。
[0024]本實(shí)用新型有源電力濾波器可實(shí)現(xiàn)對(duì)三相四線制系統(tǒng)電壓不對(duì)稱或畸變時(shí)，對(duì)諧波、無(wú)功及不平衡進(jìn)行復(fù)合補(bǔ)償，最終得到理想的交流電源，避免或減少對(duì)電網(wǎng)的危害。
[0025]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相四線制系統(tǒng)的有源電力濾波器，包括指令電流運(yùn)算電路、補(bǔ)償電流發(fā)生電路、第一至第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器和鎖相環(huán)，其特征在于:所述指令電流運(yùn)算電路包括中線電流分離模塊和諧波電流檢測(cè)模塊；第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與諧波電流檢測(cè)模塊的第一輸入端連接，第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、中線電流分離模塊和補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第一輸入端依次連接，第四A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、鎖相環(huán)和諧波電流檢測(cè)模塊的第二輸入端依次連接，補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第一輸出端、第三A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器依次連接后與諧波電流檢測(cè)模塊的輸出端連接，并共同連接補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第二輸入端，第一、第二和第四A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端和補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第二輸出端分別對(duì)外連接。
2.如權(quán)利要求1所述的有源電力濾波器，其特征在于:所述補(bǔ)償電流發(fā)生電路包括依次連接的主電路、驅(qū)動(dòng)電路和控制電路，所述主電路的第一輸出端對(duì)外連接，主電路的第二輸出端對(duì)外連接第三A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，控制電路的第一輸入端與中線電流分離模塊連接，控制電路的第二輸入端分別與直流電壓控制器和諧波電流檢測(cè)模塊連接。
3.如權(quán)利要求2所述的有源電力濾波器，其特征在于:所述主電路采用三相四橋臂電壓源逆變器拓?fù)洹?br>4.如權(quán)利要求2所述的有源電力濾波器，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電路采用TPL250驅(qū)動(dòng)芯片，其接收來(lái)自于控制電路輸出的PWM信號(hào)并經(jīng)隔離放大后驅(qū)動(dòng)開關(guān)管，將與電流中的諧波成分大小相同方向相反的電流注入到主電路中。
5.如權(quán)利要求2所述的有源電力濾波器，其特征在于:所述控制電路采用基于DSP+FPGA的數(shù)字控制器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種三相四線制系統(tǒng)的有源電力濾波器，包括指令電流運(yùn)算電路、補(bǔ)償電流發(fā)生電路、第一至第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器和鎖相環(huán)，指令電流運(yùn)算電路包括中線電流分離模塊和諧波電流檢測(cè)模塊；第一A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與諧波電流檢測(cè)模塊的第一輸入端連接，第二A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、中線電流分離模塊和補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第一輸入端依次連接，第四A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端、鎖相環(huán)和諧波電流檢測(cè)模塊的第二輸入端依次連接，補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第一輸出端、第三A/D轉(zhuǎn)換模塊、直流電壓控制器依次連接后與諧波電流檢測(cè)模塊的輸出端連接，并共同連接補(bǔ)償電流發(fā)生電路的第二輸入端。該濾波器對(duì)諧波、無(wú)功及不平衡進(jìn)行補(bǔ)償。
【IPC分類】H02J3-01
【公開號(hào)】CN204538704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520157458
【發(fā)明人】王海燕, 王祥勝, 夏波涌, 童悍操
【申請(qǐng)人】江蘇灃舜芯科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年3月19日