一種有源電力濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實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)，隨著瞬時無功功率理論及電力電子器件的發(fā)展，取代無源濾波及電容器無功補(bǔ)償裝置，其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及設(shè)計、諧波電流檢測及補(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)量問題已經(jīng)不再是一個單一的問題，而是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)問題。
[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，對配電網(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諧波、無功以及不平衡進(jìn)行補(bǔ)償，對提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要的現(xiàn)實意義。
[0005]有源電力濾波器與無源濾波器相比，有源電力濾波器響應(yīng)速度快、可控性高，能實時跟蹤控制各次諧波及無功功率，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)電壓不對稱或畸變時，面對諧波、無功及不平衡問題，現(xiàn)有的有源電力濾波器還是不能滿足當(dāng)今社會的需要。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的，在于提供一種對諧波、無功及不平衡進(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模塊；第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與諧波電流檢測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)動電路和控制電路，所述主電路的第一輸出端對外連接，主電路的第二輸出端對外連接第三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)動電路采用TPL250驅(qū)動芯片，其接收來自于控制電路輸出的PWM信號并經(jīng)隔離放大后驅(qū)動開關(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，本實用新型可實現(xiàn)對三相四線制系統(tǒng)電壓不對稱或畸變時，對諧波、無功及不平衡進(jìn)行復(fù)合補(bǔ)償，最終得到理想的交流電源，避免或減少對電網(wǎng)的危害。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0016]以下將結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[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外連接。
[0019]所述主電路采用三相四橋臂電壓源逆變器拓?fù)?。通過外部檢測出的非線性負(fù)載電流經(jīng)過第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號調(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。同時外部檢測出的非線性負(fù)載電流經(jīng)過第一和第四A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行信號調(diào)理后輸入給諧波電流檢測模塊，提供給主電路的前三橋臂用于補(bǔ)償諧波及無功。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，再通過驅(qū)動電路對IGBT的出發(fā)，將反向電流注入系統(tǒng)中。
[0020]所述驅(qū)動電路采用TPL250驅(qū)動芯片，其接收來自于控制電路輸出的HVM信號并經(jīng)隔離放大后驅(qū)動開關(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)時間小于0.5ms,功率因數(shù)可達(dá)0.97以上，能同時解決電壓波動和閃變。
[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]本實用新型有源電力濾波器可實現(xiàn)對三相四線制系統(tǒng)電壓不對稱或畸變時，對諧波、無功及不平衡進(jìn)行復(fù)合補(bǔ)償，最終得到理想的交流電源，避免或減少對電網(wǎng)的危害。
[0025]以上實施例僅為說明本實用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
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模塊；第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與諧波電流檢測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)動電路和控制電路，所述主電路的第一輸出端對外連接，主電路的第二輸出端對外連接第三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)動電路采用TPL250驅(qū)動芯片，其接收來自于控制電路輸出的PWM信號并經(jīng)隔離放大后驅(qū)動開關(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模塊；第一A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與諧波電流檢測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。該濾波器對諧波、無功及不平衡進(jìn)行補(bǔ)償。
【IPC分類】H02J3-01
【公開號】CN204538704
【申請?zhí)枴緾N201520157458
【發(fā)明人】王海燕, 王祥勝, 夏波涌, 童悍操
【申請人】江蘇灃舜芯科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月19日