專利名稱：有源電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有源電力濾波器。特別是涉及一種受電網(wǎng)阻抗影響小、能夠動態(tài)補償、實時性、精確性和可靠性高的有源電力濾波器。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，各種諧波源產(chǎn)生的諧波也對電力系統(tǒng)環(huán)境造成了嚴重的污染。尤其電力電子裝置等非線性負載的日益廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)生的諧波和無功對電質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響，也就產(chǎn)生了電能質(zhì)量這一概念。電能質(zhì)量直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的總體效益。改善電能質(zhì)量對于電網(wǎng)和電器設(shè)備的安全、經(jīng)濟運行，保障產(chǎn)品質(zhì)量以及人民生產(chǎn)生活的正常運行等均有重要意義。采用高效電力負荷設(shè)備可以節(jié)約大量能源、延緩用電需求矛盾，從而節(jié)省電力建設(shè)所需的大量投資。因此提高供電質(zhì)量、滿足生產(chǎn)發(fā)展的需求已經(jīng)成為多方共同的愿望。從電能質(zhì)量的角度考慮， 深入研究有源濾波器，使其在我國盡早滿足實際需要，已成為當(dāng)務(wù)之急。國外有關(guān)電能質(zhì)量控制的研究正在深入開展，從所使用的功率理論的擴展到電能質(zhì)量評價體系的建立，從全國電能質(zhì)量的普查、檢測到用戶終端電氣環(huán)境的定義，各種電能質(zhì)量問題的分析方法的提出以及電能質(zhì)量控制技術(shù)的研究和裝置的開發(fā)正在深入的進行。 據(jù)文獻介紹，自1981年至1996年期間，僅在日本就有500臺APF投入使用。而我國這方面的研究起步較晚，與歐美發(fā)達國家有很大差距，至今還處在理論研究和實驗階段。目前我國一些高等院校、科研院所以及少數(shù)公司相繼開展了有源電力濾波器的研究，著名的有清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國電力科學(xué)院等。但是大多還處于仿真和小容量實驗樣機研究階段，工業(yè)上只有少數(shù)幾臺樣機投入試運行，補償效果還不盡人意，距離工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品尚有一定差距。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出了一種受電網(wǎng)阻抗影響小、能夠動態(tài)補償、實時性、精確性和可靠性高的有源電力濾波器。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種有源電力濾波器，包括過零檢測電路、電流采樣電路、逆變主電路、驅(qū)動電路、DSP開發(fā)板。所述的過零檢測電路，包括電壓比較電路和過零檢測電路兩部分，用于生成同步
信號和倍頻信號。所述的DSP系統(tǒng)電路是整個控制器的控制核心，主要由晶振系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和復(fù)位電路、JTAG接口等組成；DSP系統(tǒng)電路主要完成邏輯控制和諧波計算。所述的電流采樣電路檢測電網(wǎng)相關(guān)線路電流，然后電流經(jīng)過電流電壓轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)殡妷盒盘?；隨后電壓信號經(jīng)過放大，傳遞給DSP芯片的ADC模塊。從而達到模擬量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。采樣電路設(shè)計的目的就是對從傳感器過來的信號進行放大、提升等處理后送進 DSP,同時加上DSP的電壓過壓保護電路。
所述的逆變主電路采用三相全控橋電路作為諧波電流主要的補償電路，全控器件采用IGBT，對于IGBT還需要專門的驅(qū)動電路。補償電流i。是由補償電流發(fā)生電路中直流側(cè)電壓與交流測電源電壓的差值作用于電感上產(chǎn)生的。直流側(cè)電壓Ud由直流恒壓源U提供； 直流側(cè)電容C的作用是提供直流側(cè)能量的緩沖，避免直流側(cè)電流倒流引起直流恒壓源的損壞。所述的驅(qū)動電路將DSP輸出的六路控制信號經(jīng)過一級反相器的驅(qū)動，傳遞到光電隔離電路，光耦輸出6路PWM信號傳遞到PWM變流器驅(qū)動電路本發(fā)明的有源電力濾波器，是一種受電網(wǎng)阻抗影響小、能夠動態(tài)補償、實時性、精確性和可靠性高的有源電力濾波器具有重要的現(xiàn)實意義。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；其中I:電源2:過零檢測電路 3:電流采樣電路 4:逆變主電路5:驅(qū)動電路 6:DSP開發(fā)板7:仿真器8:計算機 9 :非線性負載
具體實施例方式本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種有源電力濾波器，包括過零檢測電路、電流采樣電路、逆變主電路、驅(qū)動電路、DSP開發(fā)板。所述的過零檢測電路，包括電壓比較電路和過零檢測電路兩部分，用于生成同步
信號和倍頻信號。所述的DSP系統(tǒng)電路是整個控制器的控制核心，主要由晶振系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和復(fù)位電路、JTAG接口等組成；DSP系統(tǒng)電路主要完成邏輯控制和諧波計算。所述的電流采樣電路檢測電網(wǎng)相關(guān)線路電流，然后電流經(jīng)過電流電壓轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)殡妷盒盘?；隨后電壓信號經(jīng)過放大，傳遞給DSP芯片的ADC模塊。所述的逆變主電路采用三相全控橋電路作為諧波電流主要的補償電路，全控器件采用IGBT，對于IGBT還需要專門的驅(qū)動電路。所述的驅(qū)動電路將DSP輸出的六路控制信號經(jīng)過一級反相器的驅(qū)動，傳遞到光電隔離電路，光耦輸出6路PWM信號傳遞到PWM變流器驅(qū)動電路本發(fā)明的有源電力濾波器，是一種受電網(wǎng)阻抗影響小、能夠動態(tài)補償、實時性、精確性和可靠性高的有源電力濾波器具有重要的現(xiàn)實意義。以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述，該描述沒有局限性，所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，采用其它形式的同類部件或其它形式的各部件布局方式，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的技術(shù)方案與實施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種有源電力濾波器，包括有DSP開發(fā)板￠)，其特征在于，還設(shè)置有過零檢測電路 ⑵，電流采樣電路(3)，逆變主電路(4)，驅(qū)動電路(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的過零檢測電路(2)用于生成同步信號和倍頻信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的電流采樣電路(3)檢測電網(wǎng)相關(guān)線路電流，然后電流經(jīng)過電流電壓轉(zhuǎn)換模塊變?yōu)殡妷盒盘枴?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的逆變主電路(4)采用三相全控橋電路作為諧波電流主要的補償電路，全控器件采用IGBT，對于IGBT還需要專門的驅(qū)動電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的驅(qū)動電路(5)將DSP輸出的六路控制信號經(jīng)過一級反相器的驅(qū)動，傳遞到光電隔離電路，光耦輸出6路PWM信號傳遞到PWM變流器驅(qū)動電路。
全文摘要
本發(fā)明公開一種有源電力濾波器，包括有過零檢測電路、電流采樣電路、逆變主電路、驅(qū)動電路、DSP開發(fā)板等部分。該有源電力濾波器屬于電力電子智能控制領(lǐng)域，降低電網(wǎng)的諧波電流。實施過程為電流采樣電路采集電網(wǎng)電流，該電流經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換后進入到DSP系統(tǒng)，DSP開發(fā)板經(jīng)過一定的算法得到諧波分量以及需要補償?shù)碾娏?，該電流由逆變主電路產(chǎn)生送到電網(wǎng)補償諧波分量。該有源電力濾波器可用在某企業(yè)的主電源端或小功率的公共電網(wǎng)中，具有受電網(wǎng)阻抗影響小、能夠動態(tài)補償?shù)葍?yōu)點，在治理諧波污染方面發(fā)揮重要作用。
文檔編號H02J3/01GK102611111SQ20121011449
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者李勁松, 李陽 申請人:天津工業(yè)大學(xué)