一種帶有散熱功能的智能電網(wǎng)有源電力濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有散熱功能的智能電網(wǎng)有源電力濾波器。
【背景技術】
[0002]有源電力濾波器(APF:Active power filter)是一種用于動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Σ煌笮『皖l率的諧波進行快速跟蹤補償，之所以稱為有源，是相對于無源LC濾波器，只能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離，控制并主動輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應，抵銷負載中相應電流，實現(xiàn)了動態(tài)跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。利用可控功率半導體向電網(wǎng)注入與諧波源電流幅值相等相位相反的電流，使電源的總諧波電流為零達到實時補償諧波電流的目的，現(xiàn)有濾波器由指令電流運算電路和補償電流發(fā)生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監(jiān)視線路中的電流并將模擬電流信號轉換為數(shù)字信號并送入高速數(shù)字處理器DSP對信號進行處理，將諧波基波分離并以脈沖調(diào)制信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖驅(qū)動IGBT功率模塊生長電網(wǎng)諧波電流幅值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種帶有散熱功能的智能電網(wǎng)有源電力濾波器。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:一種帶有散熱功能的智能電網(wǎng)有源電力濾波器，包括外部殼體(I)和安裝與外部殼體(I)內(nèi)部的濾波器本體(8)，在所述外部殼體(I)上設置有多個通孔(3)，其中位于外部殼體(I)下側的為進氣口，位于外部殼體(I)上側的為出氣口，在每個通孔(3)的外側設置有防雨帽(4)，通孔(3)的最底部高于其對應的防雨帽(4)底部;所述的濾波裝器本體(8)包括FPGA主控芯片和A\D轉換電路，所述的FPGA主控芯片與A\D轉換電路連接;所述的FPGA主控芯片內(nèi)部設置有一級處理電路、諧波分析電路和調(diào)制電路，所述A\D轉換電路的輸出端與一級處理電路連接，所述的一級處理電路的輸出端與諧波分析電路連接，所述的調(diào)制電路的輸出端與諧波分析電路連接;其中，一級處理電路用于將經(jīng)過A\D轉換電路轉換為數(shù)字信號的采樣數(shù)據(jù)進行量化處理、數(shù)字濾波以及限幅處理;諧波分析電路，連接一級處理電路，用于將一級處理電路輸出的限幅信號進行諧波分析，并將諧波與基波分離；調(diào)制電路，連接諧波分析電路，用于以脈寬調(diào)制PWM信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，驅(qū)動外部IGBT功率模塊，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。
[0005]在所述的進氣口和出氣口上均安裝有防塵墊(6)。
[0006]在所述的進氣口和/或出氣口上安裝有風扇(5)。
[0007]在所述外部殼體(I)內(nèi)還安裝有電加熱器(7)。
[0008]在所述外部殼體(I)內(nèi)還安裝有溫度傳感器，溫度傳感器連接到自動控制器，自動控制器的輸出信號控制風扇(5)和/或電加熱器(7)的工作狀態(tài)。
[0009]在所述的FPGA主控芯片內(nèi)還設置有微處理器，所述的微處理器連接諧波分析電路;其中，微處理器用于進行各電量參數(shù)顯示處理以及人機交互控制處理，并與通訊端口和顯示端口相連接。
[0010]所述的濾波裝置本體還包括與A\D轉換電路的輸入端相連接的信號處理電路，由電網(wǎng)所采集的電壓信號和負載電流信號經(jīng)信號處理電路進行信號放大和整形處理以備傳輸?shù)紸\D轉換電路進行高速A\D轉換。
[0011]所述的濾波裝置本體還包括與順次連接的驅(qū)動電路、逆變電路和濾波電路，所述的驅(qū)動電路的輸入端與調(diào)制電路連接;其中，由調(diào)制電路所產(chǎn)生的PWM調(diào)制脈沖通過所述的驅(qū)動電路將PWM脈沖放大到外部IGBT功率模塊所需的電平；由驅(qū)動電路所輸出的PffM脈沖經(jīng)過所述的逆變電路調(diào)制生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流;利用所述的濾波電路將補償電流中高頻載波電流濾除，使得從濾波電路中注入電網(wǎng)中的補償電流完全為電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流。
[0012]所述的逆變電路為IGBT逆變電路。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
(I)本發(fā)明在殼體的側壁上設置有多個通孔，多個通孔通常分為兩個區(qū)域，一個區(qū)域位于殼體的側壁上方，靠近殼體頂部的位置，該區(qū)域的通孔作為出氣口，用于排出殼體內(nèi)的高溫氣體;另一個區(qū)域位于殼體的側壁下方，該區(qū)域位于殼體的底部，該區(qū)域的通孔作為進氣口；在殼體上設置有與通孔對應的防雨帽，防雨帽整體呈弧形，其頂部連接在殼體上，其下端與殼體相隔一定的距離并圍合形成氣孔，該孔處于水平方向，上方的防雨帽起到防雨的作用，避免雨水從通孔進入殼體內(nèi)部，而且，將通孔的水平最底位置設置成高于其對應的防雨帽最底位置，可以避免雨水順著殼體的側壁進入到殼體內(nèi)，在通風的同時起到防水的作用，提高了室外機柜的實用性，解決了排氣的問題。
[0014](2)本發(fā)明有源電力濾波器，在進氣口和出氣口的區(qū)域安裝防塵墊，防塵墊的優(yōu)選結構為一塊整體結構的海綿墊即可，其位于進氣口和出氣口，起到防止粉塵的目的；在進氣口安裝的風扇為進氣扇，在出氣口安裝的為排氣扇，通過進氣扇和排風扇的安裝可以提高空氣經(jīng)過機柜本體內(nèi)的速度，從而提高換熱效率，為了抵抗嚴寒，適應室外工作環(huán)境的多樣性，可以在機柜本體內(nèi)安裝電加熱器，電加熱器可以為多個，也可以分布在不同的位置，當室外氣溫過低，不利于電子元件工作時，可以通過電加熱器進行加熱，同時關閉風扇，使得機柜本體內(nèi)部的空氣不流通，從而保持較為適宜的溫度，有利于提高電子元件的壽命。
[0015](3)本發(fā)明有源電力濾波器，以自動控制器作為控制核心，在機柜本體內(nèi)安裝一個或多個溫度傳感器，溫度傳感器采集機柜本體內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)并送至自動控制器，自動控制器對溫度數(shù)據(jù)進行比較計算，并作為控制風扇轉動、或者是電加熱器工作的控制信號，可以根據(jù)溫度的值而控制風扇工作的數(shù)量、風扇的轉速等，還可以控制電加熱器的發(fā)熱功率、加熱時間等等參數(shù)。
[0016](4)本發(fā)明利用具有高速硬件并行算法和高工作頻率的FPGA為主控芯片內(nèi)部構建的硬件數(shù)據(jù)處理電路對采樣數(shù)據(jù)進行量化處理、數(shù)字濾波以及限幅處理，再經(jīng)諧波分析處理并及時以脈寬調(diào)制PWM信號形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，驅(qū)動IGBT逆變電路，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網(wǎng)，對諧波電流進行及時的補償或抵消，主動消除電力諧波，整個結構具有科學合理、技術先進、補償及時、穩(wěn)定性高、精確濾除諧波等特點。
[0017](5)本發(fā)明所述的調(diào)制電路能夠以脈寬調(diào)制PffM脈沖形式向補償電流發(fā)生電路送出驅(qū)動脈沖，具有噪聲抵抗能力超強且可將噪聲影響降低到最小的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明外部殼體示意圖；
圖2為本發(fā)明通孔處橫截面結構示意圖；
圖3為濾波裝置本體原理框圖；
圖中，1_殼體，柜門，3_通孔，4_防雨帽，5-風扇，6_防塵塾，7_電加熱器，8_濾波器本體。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案:
如圖1和圖2所示，一種帶有散熱功能的智能電網(wǎng)有源電力濾波器，包括外部殼體I和安裝與外部殼體I內(nèi)部的濾波器本體8，在所述外部殼體I上設置有多個通孔3，其中位于外部殼體I下側的為進氣口，位于外部殼體I上側的為出氣口，在每個通孔3的外側設置有防雨帽4，通孔3的最底部高于其對應的防雨帽4底部。在所述的進氣口和出氣口上均安裝有防塵墊
6。在所述的進氣口和/或出氣口上安裝有風扇5。在所述外部殼體I內(nèi)還安裝有電加熱器7。在所述外部殼體I內(nèi)還安裝有溫度傳感器，溫度傳感器連接到自動控制器，自動控制器的輸出信號控制風扇5和/或電加熱器7的工作狀態(tài)。
[0020]具體地，外部殼體I整體呈長方體，配置有一個柜門2，在外部殼體I內(nèi)安裝有濾波器本體8，在外部殼體I的兩側均設置有通孔3，通孔3分布在外部殼體I側壁的上部和下部，在下方的為進氣口，在上部的為出氣口，在進氣口和出氣口上均安裝有防塵墊6和風扇5，防塵墊6采用整塊的海綿制成并位于風扇5和機柜本體I之間，其