專利名稱：一種動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及ー種動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電能是當(dāng)今世界上應(yīng)用最為普遍的能源方式。在電能的使用過程當(dāng)中，許多供電環(huán)節(jié)和用電設(shè)備都會產(chǎn)生對電能的浪費(fèi)，并且這些電能的浪費(fèi)比重已經(jīng)到了不可忽視的程度。造成電能浪費(fèi)的主要原因之一，是由于惡劣的電壓質(zhì)量即電壓波形畸變，包括電壓的閃變、瞬時過電壓、諧波畸變、各相電壓不平衡等情況；其次惡劣的電流質(zhì)量，即電カ電子設(shè)備等非線性負(fù)荷給電網(wǎng)帶來的電流畸變，包括流入電網(wǎng)的諧波電流，以及無功、不平衡負(fù)荷電流、低頻負(fù)荷變化造成的閃爍等。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在電壓和電流質(zhì)量差、用電安全性差和電能損耗大等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)電壓和電流質(zhì)量好、用電安全性好和電能損耗小的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，包括依次連接的分壓器、低通濾波器、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP芯片和存儲器，依次連接在所述低通濾波器與DSP芯片之間的選通電路、方波形成模塊和中斷信號發(fā)生器，并聯(lián)在所述方波形成模塊與中斷信號發(fā)生器之間的鎖相環(huán)，連接在所述鎖相環(huán)的輸出端與鎖相環(huán)的反饋端之間的計數(shù)器；以及，依次與所述DSP芯片連接的光電隔離模塊、IGBT驅(qū)動電路、光電隔離器0C、電感L和電壓互感器，電壓互感器的輸出端輸出至電カ系統(tǒng)。進(jìn)ー步地，在所述光電隔離器OC的兩端并聯(lián)有電解電容C ;所述電解電容C的正極與光電隔離器OC中二極管的陰極連接，電解電容C的負(fù)極與光電隔離器OC中二極管的陽極連接。進(jìn)ー步地，所述存儲器，包括并行設(shè)置、且分別與DSP芯片連接的程序存儲模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。進(jìn)ー步地，所述程序存儲模塊為ROM芯片，所述數(shù)據(jù)存儲模塊為RAM芯片。本實(shí)用新型各實(shí)施例的動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，由于包括依次連接的分壓器、低通濾波器、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP芯片和存儲器，依次連接在低通濾波器與DSP芯片之間的選通電路、方波形成模塊和中斷信號發(fā)生器，并聯(lián)在方波形成模塊與中斷信號發(fā)生器之間的鎖相環(huán)，連接在鎖相環(huán)的輸出端與鎖相環(huán)的反饋端之間的計數(shù)器；依次與DSP芯片連接的光電隔離模塊、IGBT驅(qū)動電路、光電隔離器0C、電感L和電壓互感器，電壓互感器的輸出端輸出至電カ系統(tǒng)；可以濾除電網(wǎng)電壓、電流信號中的高次諧波分量，還能濾除特定負(fù)載可能產(chǎn)生的次諧波分量，僅保留50Hz電壓、電流的基波分量，為準(zhǔn)確地檢測基波分量創(chuàng)造了條件；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中電壓和電流質(zhì)量差、用電安全性差和電能損耗大的缺陷，以實(shí)現(xiàn)電壓和電流質(zhì)量好、用電安全性好和電能損耗小的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本實(shí)用新型而了解。下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)ー步的詳細(xì)描述。

附圖用來提供對本實(shí)用新型的進(jìn)ー步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對本實(shí)用新型的限制。在附圖中:圖1為本實(shí)用新型動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)的工作原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)。如圖1所示，本實(shí)施例包括依次連接的分壓器、低通濾波器、電流互感器、模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)芯片和存儲器，依次連接在低通濾波器與DSP芯片之間的選通電路、方波形成模塊和中斷信號發(fā)生器，并聯(lián)在方波形成模塊與中斷信號發(fā)生器之間的鎖相環(huán)，連接在鎖相環(huán)的輸出端與鎖相環(huán)的反饋端之間的計數(shù)器；以及，依次與DSP芯片連接的光電隔離模塊、IGBT驅(qū)動電路、光電隔離器0C、電感L和電壓互感器，電壓互感器的 輸出端輸出至電カ系統(tǒng)。存儲器，包括并行設(shè)置、且分別與DSP芯片連接的程序存儲模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊；程序存儲模塊為ROM芯片，數(shù)據(jù)存儲模塊為RAM芯片。在上述光電隔離器OC的兩端并聯(lián)有電解電容C ；電解電容C的正極與光電隔離器OC中二極管的陰極連接，電解電容C的負(fù)極與光電隔離器OC中二極管的陽極連接。上述實(shí)施例的動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，主要由電壓、電流采樣部分由電流互感器、分壓器、低通濾波器、A/D轉(zhuǎn)換器(即A/D轉(zhuǎn)換模塊)組成，其中低通濾波器的目的是濾除信號中的高次諧波，保證裝置在電カ系統(tǒng)異常情況下正常運(yùn)行；DSP芯片中斷信號產(chǎn)生由鎖相環(huán)、計數(shù)器與中斷信號發(fā)生器組成，過零同步電路產(chǎn)生與電源電壓同頻同相位的方波信號，鎖相環(huán)配以分頻器產(chǎn)生N倍于電源電壓頻率f 的方波信號，這兩個信號經(jīng)過整形，形成對DSP芯片申請中斷的脈沖，DSP芯片響應(yīng)中斷，使整個控制電路以雙人的頻率工作，從而控制PWM變流器以Nfs的開關(guān)頻率工作，這部分電路為DSP芯片提供信號過零中斷及采樣中斷，采樣中斷的頻率取決于可濾除最高次諧波的次數(shù)；DSP芯片控制部分由DSP芯片、ROM芯片、RAM芯片組成，承擔(dān)乘法、數(shù)字低通濾波器、脈寬調(diào)制信號產(chǎn)生的計算任務(wù)；選通電路的任務(wù)是當(dāng)選通電路選擇電壓信號u時，裝置以有源濾波及無功補(bǔ)償方式運(yùn)行。當(dāng)選通電路選擇實(shí)測電流I時，裝置僅以有源濾波方式運(yùn)行。脈寬調(diào)制電源部分分別由IGBT驅(qū)動電路、IGBT橋與電容器、濾波電抗器L、變壓器T組成，負(fù)責(zé)將諧波與無功電流輸送至電カ系統(tǒng)。上述實(shí)施例的動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)單機(jī)感性無功到容性無功的補(bǔ)償；可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)對無功的需求，而基本做到“立即”調(diào)整，調(diào)整時間可達(dá)0.01S。靜止式無功補(bǔ)償裝置在國內(nèi)外的大型冶煉企業(yè)，尤其是擁有軋機(jī)負(fù)載和電弧爐負(fù)載的冶金企業(yè)中應(yīng)用十分廣泛.但是，這類負(fù)載會向電網(wǎng)輸送大量的2、3、4次等高次諧波，有的設(shè)備甚至能產(chǎn)生低于電網(wǎng)50Hz基波頻率的次諧波，給電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染.無功補(bǔ)償裝置需要檢測負(fù)載電壓和電流基波分量的幅值與相位，然后根據(jù)計算結(jié)果控制補(bǔ)償器補(bǔ)償負(fù)載的無功分量，平衡負(fù)載電壓.因此，快速、準(zhǔn)確地檢測電網(wǎng)的基波電壓和電流，是計算所需補(bǔ)償?shù)呢?fù)載無功的基本條件，該濾波器不但能濾除電網(wǎng)電壓、電流信號中的高次諧波分量，還能濾除特定負(fù)載可能產(chǎn)生的次諧波分量，僅保留50Hz電壓、電流的基波分量，為準(zhǔn)確地檢測基波分量創(chuàng)造了條件。最后應(yīng)說明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，其特征在于，包括依次連接的分壓器、低通濾波器、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP芯片和存儲器，依次連接在所述低通濾波器與DSP芯片之間的選通電路、方波形成模塊和中斷信號發(fā)生器，并聯(lián)在所述方波形成模塊與中斷信號發(fā)生器之間的鎖相環(huán)，連接在所述鎖相環(huán)的輸出端與鎖相環(huán)的反饋端之間的計數(shù)器；以及， 依次與所述DSP芯片連接的光電隔離模塊、IGBT驅(qū)動電路、光電隔離器0C、電感L和電壓互感器，電壓互感器的輸出端輸出至電カ系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，其特征在于，在所述光電隔離器OC的兩端并聯(lián)有電解電容C ;所述電解電容C的正極與光電隔離器OC中二極管的陰極連接，電解電容C的負(fù)極與光電隔離器OC中二極管的陽極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲器，包括并行設(shè)置、且分別與DSP芯片連接的程序存儲模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，其特征在干，所述程序存儲模塊為ROM芯片，所述數(shù)據(jù)存儲模塊為RAM芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，包括依次連接的分壓器、低通濾波器、電流互感器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、DSP芯片和存儲器，依次連接在所述低通濾波器與DSP芯片之間的選通電路、方波形成模塊和中斷信號發(fā)生器，并聯(lián)在所述方波形成模塊與中斷信號發(fā)生器之間的鎖相環(huán)，連接在所述鎖相環(huán)的輸出端與鎖相環(huán)的反饋端之間的計數(shù)器；依次與所述DSP芯片連接的光電隔離模塊、IGBT驅(qū)動電路、光電隔離器OC、電感L和電壓互感器，電壓互感器的輸出端輸出至電力系統(tǒng)。該動態(tài)無功補(bǔ)償與有源濾波智能系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中電壓和電流質(zhì)量差、用電安全性差和電能損耗大等缺陷，以實(shí)現(xiàn)電壓和電流質(zhì)量好、用電安全性好和電能損耗小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02J3/01GK202957608SQ20122069137
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者戴偉, 郭亮, 陳芳, 何艷榮, 李保鵬 申請人:新疆希望電子有限公司