專(zhuān)利名稱(chēng)：一種有源電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種濾波器，尤其涉及一種有源電力濾波器。
背景技術(shù)：
近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，隨著電力電子的推廣應(yīng)用，非線性負(fù)荷的迅速增加(例如電氣機(jī)車(chē)、工業(yè)電爐、變頻調(diào)速的傳動(dòng)裝置等的應(yīng)用)，電力系統(tǒng)諧波污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，并因此受到人們普遍的關(guān)注和重視。減小諧波影響可以從兩方面入手一是從諧波源出發(fā)，減少諧波的產(chǎn)生；二是安裝濾波裝置。常見(jiàn)的濾波器包括無(wú)源濾波器、有源濾波器以及混合濾波器。無(wú)源濾波器(PF:Passive Filter)也稱(chēng)為L(zhǎng)C濾波器,是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成 的濾波裝置。無(wú)源濾波器的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，其設(shè)計(jì)方法穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但其濾波效果依賴(lài)于系統(tǒng)阻抗特性，并容易受溫度漂移、電網(wǎng)諧波污染程度、濾波電容老化及非線性負(fù)荷的影響。與無(wú)源濾波器對(duì)應(yīng)的是有源濾波器(Active Power Filter,APF)，它有著無(wú)源濾波器無(wú)可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此越來(lái)越受到人們的關(guān)注。有源濾波器的思想最早出現(xiàn)于1969年B. M. Bird和J.F. Marsh的論文中。文中描述了通過(guò)向交流電源注入三次諧波電流以減少電源中的諧波，改善電源電流波形的新方法，文中所述的方法被認(rèn)為是最早的有源濾波器思想。1971年日本的H. Sasaki和T. Machida完整描述了有源電力濾波器的基本原理。1976年美國(guó)西屋電氣公司的L. Gyugyi和E. C. Strycula提出了采用脈沖寬度調(diào)制控制的有源電力濾波器，確定了主電路的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法，從原理上闡明了有源電力濾波器是一理想的諧波電流發(fā)生器，并討論了實(shí)現(xiàn)方法和相應(yīng)的控制原理，奠定了有源電力濾波器的基礎(chǔ)。然而，在20世紀(jì)70年代由于缺少大功率可關(guān)斷器件，有源電力濾波器除了在少數(shù)的實(shí)驗(yàn)室研究外，幾乎沒(méi)有任何進(jìn)展。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái)，新型半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)，PWM技術(shù)的發(fā)展，尤其是1983年日本的H. Akagi等人提出了 “三相電路瞬時(shí)無(wú)功功率理論”，以該理論為基礎(chǔ)的諧波和無(wú)功電流檢測(cè)方法在三相有源電力濾波器中得到了成功的應(yīng)用，極大促進(jìn)了有源電力濾波器的發(fā)展。與無(wú)源濾波器相比，有源濾波器是一種主動(dòng)型的補(bǔ)償裝置，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。有源電力濾波器是近年來(lái)電力電子領(lǐng)域的熱門(mén)話題。目前，有源濾波技術(shù)已在日本、美國(guó)等少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到應(yīng)用，有工業(yè)裝置投入運(yùn)行；國(guó)內(nèi)對(duì)有源電力濾波器的研究尚處于起步階段。根據(jù)接入電網(wǎng)的方式，有源電力濾波器可以分為串聯(lián)型、并聯(lián)型和混合型三大類(lèi)。每一種類(lèi)型的有源電力濾波器結(jié)構(gòu)不同，因而其工作原理、特性也各不同。串聯(lián)型有源電力濾波器中流過(guò)的是正常負(fù)荷電流，因此損耗較大；此外，串聯(lián)型有源電力濾波器的投切、故障后的退出及各種保護(hù)也較并聯(lián)型有源電力濾波器復(fù)雜。串-并聯(lián)型有源電力濾波器綜合了串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種結(jié)構(gòu)，共同組成一個(gè)完整的用戶電力裝置來(lái)解決電能質(zhì)量的綜合性問(wèn)題。其中串聯(lián)有源電力濾波器起到補(bǔ)償電壓諧波、消除系統(tǒng)不平衡、調(diào)節(jié)電壓波動(dòng)或閃變以及改善配電網(wǎng)的穩(wěn)定性或阻尼振蕩的作用；并聯(lián)有源電力濾波器起到補(bǔ)償電流諧波不平衡、補(bǔ)償負(fù)荷的無(wú)功、調(diào)節(jié)變流器直流側(cè)電壓的作用，但其主要缺陷是成本高和控制相當(dāng)復(fù)雜。目前能適用于解決三相四線制配電系統(tǒng)電流諧波問(wèn)題的有源電力濾波器結(jié)構(gòu)主要有中點(diǎn)引出式。中點(diǎn)引出式有源電力濾波器由兩個(gè)電容中點(diǎn)引出中線，中線補(bǔ)償電流要流經(jīng)上下兩個(gè)電容，由于中線補(bǔ)償電流含有大量諧波分量，上下兩電容電壓也必含有大量諧波分量，電容電壓波動(dòng)較為劇烈，對(duì)逆變器的運(yùn)行性能產(chǎn)生不利影響。為抑制電壓波動(dòng)，必然要增大電容容量，為補(bǔ)償中線電流，中點(diǎn)引出式有源電力濾波器的兩個(gè)電容電壓值必然存在差異，上下電容電壓必然不平衡，這也導(dǎo)致逆變器性能的下降，為保持電壓平衡，必然要采用一定的控制措施，亦必然增加系統(tǒng)硬件成本與系統(tǒng)控制復(fù)雜以及降低系統(tǒng)運(yùn)行安全系數(shù)。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種有源電力濾波器，其旨在解決三相四線制配電系統(tǒng)電流諧波問(wèn)題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種有源電力濾波器，其包括主電路以及用于控制所述主電路的控制電路。所述主電路包括兩個(gè)斷路器SI、S2 ;三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB, SVC ;三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器^^、^^、^1;電阻1 認(rèn)、1 18、1 1(、1 2、1 3、1 4 ;四個(gè)交流進(jìn)線電抗組LI、L2、L3、L4 ;四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN ;兩個(gè)繼電器Jl、J2 ;電容C ;電壓霍爾傳感器VDC以及八個(gè)功率模塊(12)。斷路器SI的一端與四相A、B、C、N中的三相A、B、C電性連接，其另一端電性連接于三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC的一端。三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC的另一端電性連接于三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC的一端，三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC的另一端電性連接于非線性負(fù)荷，所述非線性負(fù)荷還電性連接于另一相N。斷路器S2的一端電性連接在三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB, SVC與三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC之間，其另一端電性連接于三個(gè)電阻R1A、R1B、R1C的一端。繼電器Jl的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)分別并聯(lián)于三個(gè)電阻R1A、R1B、R1C，三個(gè)電阻RlA, RIB, RlC的另一端電性連接于三個(gè)交流進(jìn)線電抗組LI、L2、L3的一端。另一個(gè)交流進(jìn)線電抗組L4的一端電性連接在另一相N與非線性負(fù)荷之間，其另一端電性連接于另一交流進(jìn)線電抗組L4的一端。四個(gè)交流進(jìn)線電抗組L1、L2、L3、L4的另一端電性連接于四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN的一端，四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN的另一端電性連接于每?jī)蓚€(gè)功率模塊(12)之間。每?jī)蓚€(gè)功率模塊(12)的一端電性連接在一起并電性連接于電阻R3的一端，每?jī)蓚€(gè)功率模塊(12)的另一端亦電性連接在一起并電性連接于電阻R4的一端，電阻R3的另一端經(jīng)由電壓霍爾傳感器VDC連接至電阻R4的另一端。電容C的兩端分別電性連接兩個(gè)電阻R3、R4，繼電器J2與電阻R2串聯(lián)后一起并聯(lián)在電容C上。與傳統(tǒng)的有源電力濾波器相比，本實(shí)用新型提供的有源電力濾波器為四橋臂并聯(lián)式有源電力濾波器，其有益效果如下(I)具有自適應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波及變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償?shù)膶?duì)象有極快的響應(yīng)；(2)可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償無(wú)功功率時(shí)不需要儲(chǔ)能元件，補(bǔ)償諧波時(shí)所需儲(chǔ)能元件容量不大，且補(bǔ)償無(wú)功功率的大小可以做到連續(xù)調(diào)節(jié)；(3)受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振；且可以跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，故補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響。

圖I是本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的有源電力濾波器的主電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中有源電力濾波器的控制電路模塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2中信號(hào)處理電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為圖2中電流信號(hào)調(diào)理電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖2中電壓信號(hào)調(diào)理電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖2中過(guò)流保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為圖2中過(guò)壓保護(hù)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為圖2中驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。符號(hào)說(shuō)明主電路10控制電路20非線性負(fù)載30斷路器S1、S2、J2電源側(cè)電壓檢測(cè)器 SVA、SVB、SVC負(fù)載端電流檢測(cè)器 LCA、LCB、LCC電阻 RlA、RlB、RlC、R2、R3、R4、R5a5、R5a7、R5a8、R5a9、R5al0、R5all、R3al、R3a2、R3a3、R3a4、R3a5、R3a6、R3a7、Rla、R5a0、R5al、R5a2、R5a3、R5a4、R5a5、R5a6、R5a、R3a0、R3a71、R3a8、R3a9、R3al0、R3all、R12、R13、R14、R15、R16、繼電器Jl交流進(jìn)線電抗L電流霍爾傳感器 FCA、FCB、FCC、FCN功率模塊12電壓霍爾傳感器 VDC直流側(cè)濾波電容 c調(diào)理電路21信號(hào)處理電路23驅(qū)動(dòng)電路25人機(jī)接口電路27過(guò)流保護(hù)電路28過(guò)壓保護(hù)電路29單片機(jī)270控制鍵盤(pán)271顯示器273電流信號(hào)調(diào)理電路 213[0046]電壓信號(hào)調(diào)理電路 215比較器A5aB、A3aB二極管D5a、Vd3a、D3a、D6、D7、D8穩(wěn)壓二極管Vd5al、Vd5a、Vd3al 電容C5a2、C3a、C3al、C5a、C5al、C3a2、Cll、C12運(yùn)算放大器A3aA、A5aA三極管Q2電解電容E14、E15、E16、E17、E18四相A、B、C、N
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)一并參閱圖I及圖2，其為本實(shí)用新型較佳實(shí)施方式提供的有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖，其應(yīng)用于有源電力濾波器(圖未示)中，有源電力濾波器為四橋臂并聯(lián)式有源電力濾波器，其包括主電路10 (如圖I所示)以及用于控制主電路10的控制電路20 (如圖2所示)。主電路10包括兩個(gè)斷路器SI、S2 ;三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC ;三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC ;若干電阻R1A、RIB、R1C、R2、R3、R4 ;四個(gè)交流進(jìn)線電抗組LI、L2、L3、L4 ;個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN ;繼電器Jl、J2 ;電容C ;電壓霍爾傳感器VDC ；以及八個(gè)功率模塊12。斷路器SI的一端與四相A、B、C、N中的三相A、B、C電性連接，其另一端電性連接于三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC的一端。三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC的另一端電性連接于三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC的一端，三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC的另一端電性連接于非線性負(fù)荷，所述非線性負(fù)荷還電性連接于另一相N。斷路器S2的一端電性連接在三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC與三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC之間，其另一端電性連接于三個(gè)電阻R1A、R1B、R1C的一端。繼電器Jl的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)分別并聯(lián)于三個(gè)電阻R1A、RIB、RlC,三個(gè)電阻R1A、RIB、RlC的另一端電性連接于三個(gè)交流進(jìn)線電抗組L1、L2、L3的一端。另一個(gè)交流進(jìn)線電抗組L4的一端電性連接在另一相N與非線性負(fù)荷之間，其另一端電性連接于另一交流進(jìn)線電抗組L4的一端。四個(gè)交流進(jìn)線電抗組LI、L2、L3、L4的另一端電性連接于四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN的一端，四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN的另一端電性連接于每?jī)蓚€(gè)功率模塊12之間。每?jī)蓚€(gè)功率模塊12的一端電性連接在一起并電性連接于電阻R3的一端，每?jī)蓚€(gè)功率模塊12的另一端亦電性連接在一起并電性連接于電阻R4的一端，電阻R3的另一端經(jīng)由電壓霍爾傳感器VDC連接至電阻R4的另一端。電容C的兩端分別電性連接兩個(gè)電阻R3、R4，繼電器J2與電阻R2串聯(lián)后一起并聯(lián)在電容C上。電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN為檢側(cè)補(bǔ)償電流用的，用于提供電流跟蹤控制用的電流反恢信號(hào)；交流進(jìn)線電抗L為有源電力灘波器的交流進(jìn)線電抗；電壓霍爾電壓傳感器VDC為檢測(cè)有源電力濾波器直流側(cè)電壓，用于系統(tǒng)對(duì)其直流側(cè)電壓控制的反饋信號(hào)；電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC用于檢測(cè)電源側(cè)電壓；負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC用于檢測(cè)負(fù)載端電流變化。請(qǐng)參閱圖3，控制電路20包括調(diào)理電路21、信號(hào)處理電路23、驅(qū)動(dòng)電路25以及人機(jī)接口電路27。調(diào)理電路21、驅(qū)動(dòng)電路25與人機(jī)接口電路27均與信號(hào)處理電路23電性連接，在本實(shí)施方式中，信號(hào)處理電路23以DSP2812芯片為例進(jìn)行舉例說(shuō)明。人機(jī)接口電路27采用單片機(jī)270控制鍵盤(pán)271和顯示器273，并通過(guò)CAN總線與DSP2812芯片通訊顯示參數(shù)，修改參數(shù)。調(diào)理電路21包括電流信號(hào)調(diào)理電路213、電壓信號(hào)調(diào)理電路215、過(guò)流保護(hù)電路28以及過(guò)壓保護(hù)電路29。由電流傳感器(如負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC，電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN)檢測(cè)的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)電流信號(hào)調(diào)理電路21，送入DSP2812芯片中的ADC采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。請(qǐng)一并參閱圖2與圖4，電流信號(hào)調(diào)理電路213包括電阻R5a5、R5a7、R5a8、R5a9、 R5alO、R5all ;比較器A5aB (在本實(shí)施方式中選TL082元器件)；二極管D5a ;穩(wěn)壓二極管Vd5al ;電容 C5a2。電阻R5a7的一端接電源(在本實(shí)施方式中接+15V),電阻R5a7的另一端經(jīng)由電阻R5a9電性接地，電阻R5a5的一端連接于電阻R5a9與電阻R5a7之間，電阻R5a5的另一端連接于比較器A5aB的反相端。比較器A5aB的同相端經(jīng)由電阻R5a8連接于負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC以及電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN中的任意一者，比較器A5aB的輸出端依次經(jīng)由二極管D5a、電阻R5al0、電阻R5all而連接于DSP2812芯片的ADC輸入端(具有八個(gè)端口 ADCINA(T7)。穩(wěn)壓二極管Vd5al的陽(yáng)極接地，穩(wěn)壓二極管Vd5al的陰極連接于電阻R5al0與電阻R5all之間，電容C5a2并聯(lián)于穩(wěn)壓二極管Vd5al。請(qǐng)一并參閱圖2與圖5，由電壓傳感器(電壓霍爾傳感器VDC)檢測(cè)的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)電壓信號(hào)調(diào)理電路215，送入DSP2812芯片的ADC采樣進(jìn)行運(yùn)算。電壓信號(hào)調(diào)理電路215包括電阻 R3al、R3a2、R3a3、R3a4、R3a5、R3a6、R3a7、Rla ;運(yùn)算放大器 A3aA ;極管 Vd3a (在本實(shí)施方式中，為肖特基勢(shì)魚(yú)二極管SchottkyBarrierDiode, SBD);電容C3a、C3al。電阻R3a5的一端連接于電壓霍爾電壓傳感器VDC,電阻R3a5的另一端經(jīng)由電阻R3al電性接地，電阻R3a2的一端連接于電阻R3al與電阻R3a5之間，電阻R3a2的另一端經(jīng)由電容C3al電性接地。電阻R3a3的一端連接于電阻R3a2與電容C3al之間，電阻R3a3的另一端連接于運(yùn)算放大器A3aA的同相端，運(yùn)算放大器A3aA的反相端經(jīng)由電阻R3a4連接于運(yùn)算放大器A3aA的輸出端。電阻R3a6的一端連接于運(yùn)算放大器A3aA的輸出端，電阻R3a6的另一端經(jīng)由電阻R3a7接地。電阻Rla的一端連接于電阻R3a6與電阻R3a7之間，電阻Rla的另一端經(jīng)由二極管Vd3a分別連接至地與電源，電阻Rla的另一端還連接于DSP2812芯片的ADC輸入端，且電阻Rla的另一端還經(jīng)由電容C3a接地。請(qǐng)一并參閱圖2與圖6，若交流測(cè)電流大于35A，過(guò)流保護(hù)電路28啟動(dòng)，DSP2812芯片接收到過(guò)流信號(hào)，則封鎖驅(qū)動(dòng)電路25的脈沖。過(guò)流保護(hù)電路28包括電阻R5aO、R5al、R5a2、R5a3、R5a4、R5a5、R5a6、R5a ;運(yùn)算放大器A5aA ;二極管Vd5a (在本實(shí)施方式中，為肖特基勢(shì)壘·二極管 SchottkyBarrierDiode, SBD)；電容 C5a、C5al。電阻R5al的一端接收交流側(cè)電流，電阻R5al的另一端經(jīng)由電阻R5a2電性接地，電阻R5a0的一端連接于電阻R5al與電阻R5a2之間，電阻R5a0的另一端經(jīng)由電容C5al電性接地。電阻R5a3的一端連接于電阻R5a0與電容C5al之間，電阻R5a3的另一端連接于運(yùn)算放大器A5aA的同相端，運(yùn)算放大器A5aA的反相端經(jīng)由電阻R5a4連接于運(yùn)算放大器A5aA的輸出端。電阻R5a5的一端連接于運(yùn)算放大器A5aA的輸出端，電阻R5a5的另一端經(jīng)由電阻R5a6接電源(+3V)。電阻R5a的一端連接于電阻R5a6與電阻R5a5之間，電阻R5a的另一端經(jīng)由二極管Vd5a分別連接至地與電源(+3V)，電阻R5a的另一端還連接于DSP2812芯片的ADC輸入端，且電阻R5a的另一端還經(jīng)由電容C5a接地。請(qǐng)一并參閱圖2與圖7，當(dāng)直流側(cè)電壓大于625V時(shí)，過(guò)壓保護(hù)電路29啟動(dòng)，DSP2812芯片接收到過(guò)壓信號(hào)，封鎖驅(qū)動(dòng)電路25的脈沖。過(guò)壓保護(hù)電路29包括電阻R3a0、R3a71、R3a8、R3a9、R3al0、 R3all ;比較器A3aB (在本實(shí)施方式中選TL082元器件)；二極管D3a ;穩(wěn)壓二極管Vd3al ；電容C3a2。電阻R3a71的一端接電源(在本實(shí)施方式中接+15V)，電阻R3a71的另一端經(jīng)由電阻R3a9電性接地，電阻R3a0的一端連接于電阻R3a9與電阻R3a71之間，電阻R3a0的另一端連接于比較器A3aB的反相端。比較器A3aB的同相端經(jīng)由電阻R3a8連接于電壓霍爾傳感器VDC，比較器A3aB的輸出端依次經(jīng)由二極管D3a、電阻R3al0、電阻R3all而連接于DSP2812芯片。穩(wěn)壓二極管Vd3al的陽(yáng)極接地，穩(wěn)壓二極管Vd3al的陰極連接于電阻R3al0與電阻R3all之間，電容C3a2并聯(lián)于穩(wěn)壓二極管Vd3al。請(qǐng)一并參閱圖2與圖8，驅(qū)動(dòng)電路25在本實(shí)施方式中為IBGT驅(qū)動(dòng)電路，其采用IPM模塊，IGBT驅(qū)動(dòng)電路將DSP2812芯片發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鱾€(gè)橋臂的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保證IPM模塊能正常工作。驅(qū)動(dòng)電路25包括驅(qū)動(dòng)芯片(在本實(shí)施方式中為SG3525);電阻R12、R13、R14、R15、R16 ；電容 Cll、C12 ；電解電容 E14、E15、E16、E17、E18 ;二極管 D6、D7、D8 ;三極管Q2。綜上所述，控制電路20以DSP芯片2812為核心，7路電流信號(hào)(負(fù)載電流和補(bǔ)償電流)和I路直流側(cè)電壓經(jīng)調(diào)理電路21的電流信號(hào)調(diào)理電路213調(diào)理后送DSP芯片的ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，一路交流電壓經(jīng)調(diào)理電路21的電壓信號(hào)調(diào)理電路215變成方波送DSP芯片的CAP1，用DSP芯片的捕獲單元捕獲方波的過(guò)零點(diǎn)實(shí)現(xiàn)同電網(wǎng)電壓的同步。PWM信號(hào)經(jīng)電平變換后，由IXDP630/631產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間，反相后加到驅(qū)動(dòng)電路。IXDP630/631還兼有保護(hù)功能，E_R、E_S、E_T分別封鎖單相脈沖，0UT_E同時(shí)封鎖三相脈沖。所述有源電力濾波器的有益效果如下(I)具有自適應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波及變化的無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償?shù)膶?duì)象有極快的響應(yīng)；(2)可同時(shí)對(duì)諧波和無(wú)功功率進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償無(wú)功功率時(shí)不需要儲(chǔ)能元件，補(bǔ)償諧波時(shí)所需儲(chǔ)能元件容量不大，且補(bǔ)償無(wú)功功率的大小可以做到連續(xù)調(diào)節(jié)；(3)受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振；且可以跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，故補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響；以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(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1.一種有源電力濾波器，其包括主電路以及用于控制所述主電路的控制電路，其特征在于，所述主電路包括兩個(gè)斷路器S1、S2 ;三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC ;三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC ;電阻R1A、RIB、R1C、R2、R3、R4 ;四個(gè)交流進(jìn)線電抗組LI、L2、L3、L4 ;四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN ;兩個(gè)繼電器J1、J2 ;電容C ;電壓霍爾傳感器VDC ；以及八個(gè)功率模塊(12)，斷路器SI的一端與四相A、B、C、N中的三相A、B、C電性連接，其另一端電性連接于三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC的一端，三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC的另一端電性連接于三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC的一端，三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC的另一端電性連接于非線性負(fù)荷，所述非線性負(fù)荷還電性連接于另一相N，斷路器S2的一端電性連接在三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC與三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB,LCC之間，其另一端電性連接于三個(gè)電阻R1A、RIB,RlC的一端，繼電器Jl的三個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)分別并聯(lián)于三個(gè)電阻R1A、RIB、R1C，三個(gè)電阻R1A、RIB、RlC的另一端電性連接于三個(gè)交流進(jìn)線電抗組LI、L2、L3的一端，另一個(gè)交流進(jìn)線電抗組L4的一端電性連接在另一相N與非線性負(fù)荷之間，其另一端電性連接于另一交流進(jìn)線電抗組L4的一端，四個(gè)交流進(jìn)線電抗組L1、L2、L3、L4的另一端電性連接于四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB,FCC,FCN的一端，四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN的另一端電性連接于每?jī)蓚€(gè)功率模塊(12)之間，每?jī)蓚€(gè)功率模塊(12)的一端電性連接在一起并電性連接于電阻R3的一端，每?jī)蓚€(gè)功率模塊(12)的另一端亦電性連接在一起并電性連接于電阻R4的一端，電阻R3的另一端經(jīng)由電壓霍爾傳感器VDC連接至電阻R4的另一端，電容C的兩端分別電性連接兩個(gè)電阻R3、R4，繼電器J2與電阻R2串聯(lián)后一起并聯(lián)在電容C上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種有源電力濾波器，其包括主電路以及用于控制所述主電路的控制電路。所述主電路包括兩個(gè)斷路器S1、S2；三個(gè)電源側(cè)電壓檢測(cè)器SVA、SVB、SVC；三個(gè)負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC；電阻R1A、R1B、R1C、R2、R3、R4；四個(gè)交流進(jìn)線電抗組L1、L2、L3、L4；四個(gè)電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN；兩個(gè)繼電器J1、J2；電容C；電壓霍爾傳感器VDC；以及八個(gè)功率模塊12。所述有源電力濾波器為四橋臂并聯(lián)式有源電力濾波器，解決三相四線制配電系統(tǒng)電流諧波問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02J3/18GK202384764SQ20112045233
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者殷駿 申請(qǐng)人:安徽立卓智能電網(wǎng)科技有限公司