基于fpga技術(shù)的有源電力濾波器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，能有效抑制電網(wǎng)的高次諧波，提高功率因素，改善電能質(zhì)量，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；其包括主電路、控制電路、測(cè)量電路三部分，主電路與控制電路連接，控制電路與測(cè)量電路連接，主電路包括逆變電路和IGBT驅(qū)動(dòng)板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；控制電路包括FPGA控制器、信號(hào)調(diào)理板、顯示屏和控制電源。
【專利說(shuō)明】基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種有源電力濾波器，尤其涉及一種基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于諧波治理裝置大多選用無(wú)源濾波裝置。無(wú)源濾波器，僅由無(wú)源元件組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。這類濾波器的優(yōu)點(diǎn)是:電路比較簡(jiǎn)單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點(diǎn)是:通帶內(nèi)的信號(hào)有能量損耗，負(fù)載效應(yīng)比較明顯，使用電感元件時(shí)容易引起電磁感應(yīng)，當(dāng)電感較大時(shí)濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。
[0003]傳統(tǒng)無(wú)源濾波器的濾波效果差、容易發(fā)生諧振、只能補(bǔ)償固定次諧波等缺點(diǎn)。實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，可克服無(wú)源濾波器等傳統(tǒng)的諧波抑制和只能固定補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，損耗較少，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無(wú)功，可以同時(shí)濾除多次及高次諧波，不會(huì)引起諧振；對(duì)諧波治理效果好，效率高。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，包括主電路、控制電路、測(cè)量電路三部分，主電路與控制電路連接，控制電路與測(cè)量電路連接，所述主電路包括逆變電路和IGBT驅(qū)動(dòng)板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；所述控制電路，包括FPGA控制器、信號(hào)調(diào)理板、顯示屏和控制電源。
[0006]所述逆變電路的電抗器二的一側(cè)設(shè)有微型電流互感器。
[0007]所述FPGA控制器內(nèi)部設(shè)有FPGA芯片。
[0008]所述電抗器一、電抗器二均選用高頻輸出電抗器。
[0009]本實(shí)用新型基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010]1、控制電路能夠根據(jù)輸入信號(hào)自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，優(yōu)化補(bǔ)償性能，并能適應(yīng)任何系統(tǒng)阻抗變化，裝置不會(huì)與系統(tǒng)發(fā)生諧振；控制電路實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制，實(shí)時(shí)精確地補(bǔ)償系統(tǒng)中的諧波和無(wú)功電流，可同時(shí)濾除2?50次諧波，也可以選擇在補(bǔ)償系統(tǒng)諧波的同時(shí)補(bǔ)償無(wú)功；控制電路中設(shè)DSP芯片，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間小于0.5msο
[0011]2、FPGA控制器能進(jìn)行集中控制，可實(shí)現(xiàn)12臺(tái)裝置并聯(lián)，每個(gè)功率模塊均流輸出，模塊之間無(wú)環(huán)流，提高了裝置的可靠性；由于FPGA控制器內(nèi)部設(shè)有FPGA芯片，運(yùn)算速率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的單個(gè)DSP控制，通信延遲小，響應(yīng)速度快。
[0012]3、電抗器一和電抗器二均選用高頻輸出電抗器，能有效的濾除開關(guān)次頻率諧波，使裝置補(bǔ)償效果更佳。
[0013]4、微型電流傳感器、直流電壓傳感器、IGBT功率變換器的設(shè)計(jì)，使裝置保護(hù)功能齊全，具有直流過(guò)電壓保護(hù)，裝置輸出過(guò)電流保護(hù)，IGBT故障保護(hù)，過(guò)熱保護(hù)等多種保護(hù)功能。
[0014]5、直流母線薄膜電容器，承受紋波電流大、耐壓能力強(qiáng)，壽命長(zhǎng)，具有自愈能力的安全模式技術(shù)，大大提高了安全性。
[0015]6、控制電路中設(shè)有顯示屏，能顯示實(shí)時(shí)電能質(zhì)量狀況，界面友好，操作方便。
[0016]7、主電路與負(fù)載和之間設(shè)有斷路器，其具有超強(qiáng)限流特性，能極大降低短路電流作用時(shí)間和強(qiáng)度，且具有雙層保護(hù)結(jié)構(gòu)，保障維護(hù)安全性。
[0017]本實(shí)用新型基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，能廣泛應(yīng)用于汽車、冶金、造船、港運(yùn)、電力、機(jī)械制造、鐵路、煤礦、化工、油田等行業(yè)，能有效抑制電網(wǎng)的聞次諧波，提聞功率因素，改善電能質(zhì)量，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、電網(wǎng)；2、外部電流互感器；3、信號(hào)調(diào)理板；4、FPGA控制器；5、IGBT驅(qū)動(dòng)板；6、直流電壓傳感器；7、直流母線電容器；8、IGBT功率變換器；9、微波電容器；10、電抗器二 ；11、電抗器一 ；12、微型電流傳感器；13、主接觸器；14、軟起電阻；15、快速熔斷器；16、斷路器；17、負(fù)載。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]如圖1所不,本【具體實(shí)施方式】,一種基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器,包括主電路、控制電路、測(cè)量電路，主電路與控制電路連接，控制電路與測(cè)量電路連接；主電路包括逆變電路和IGBT驅(qū)動(dòng)板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器
二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；控制電路，包括FPGA控制器、信號(hào)調(diào)理板、顯示屏和控制電源。
[0022]逆變電路通過(guò)電抗器一，依次經(jīng)過(guò)主接觸器、軟起電阻、斷路器，接入負(fù)載。
[0023]軟起電阻和主接觸器并聯(lián)連接后，一端與逆變電路的電抗器一連接，另一端經(jīng)過(guò)斷路器接入負(fù)載，主控制器與斷路器由快速熔斷器控制。
[0024]信號(hào)調(diào)理板通過(guò)外部電流互感器與電網(wǎng)連接。
[0025]逆變電路的電抗器二的一側(cè)設(shè)有微型電流互感器；外部電流互感器和微型電流互感器均連接到測(cè)量電路上。
[0026]FPGA控制器內(nèi)部設(shè)有FPGA芯片。
[0027]電抗器一、電抗器二均選用高頻輸出電抗器。
[0028]本【具體實(shí)施方式】，能廣泛應(yīng)用于汽車、冶金、造船、港運(yùn)、電力、機(jī)械制造、鐵路、煤礦、化工、油田等行業(yè)，能有效抑制電網(wǎng)的高次諧波，提高功率因素，改善電能質(zhì)量，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
[0029]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)講本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案應(yīng)用于其他場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，包括主電路、控制電路、測(cè)量電路三部分，主電路與控制電路連接，控制電路與測(cè)量電路連接；其特征在于，所述主電路包括逆變電路和IGBT驅(qū)動(dòng)板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；所述控制電路包括FPGA控制器、信號(hào)調(diào)理板、顯示屏和控制電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，其特征在于，所述逆變電路的電抗器二的一側(cè)設(shè)有微型電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，其特征在于，所述FPGA控制器內(nèi)部設(shè)有FPGA芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于FPGA技術(shù)的有源電力濾波器，其特征在于，所述電抗器一、電抗器二均選用高頻輸出電抗器。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK203398789SQ201320424732
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】周景, 周泉, 王婷, 齊軼才 申請(qǐng)人:湖南森能電力科技有限公司