CN110011309A - 一种全波段混合型滤波器 - Google Patents

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陶军
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Abstract

本发明公开了一种全波段混合型滤波器，包括低频滤波单元和高频滤波单元，所述低频滤波单元和所述高频滤波单元均并联在电网中，所述低频滤波单元包括第一采样模块、检测模块、控制模块、驱动模块和功率变换模块，所述检测模块通过所述第一采样模块与所述电网连接，所述检测模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述驱动模块连接，所述驱动模块通过所述功率变换模块与所述电网连接，通过所述第一采样模块进行负载电流的采集并传送给所述检测模块，通过所述检测模块检测出其中的谐波部分，通过所述功率变换模块产生与电所述网中谐波大小相等、相位相反的补偿电流注入到所述电网中的技术方案，本发明可用于滤除谐波。

Description

一种全波段混合型滤波器
技术领域
本发明涉及一种全波段混合型滤波器。
背景技术
电力电子功率器件的发展经历了晶闸管(SCR)、可关断晶闸管(GTO)、绝缘栅晶体管(IGBT)等阶段。电力电子器件主要应用在整流器、变换器(逆变器)、变频器、UPS、EPS电源等工业控制领域。但SCR晶闸管整流时由于开通关断的不同步除了产生5、7、11、13等低次谐波，还有产生高次谐波，表现为高次尖峰电压；IGBT绝缘栅晶体管工作在逆变状态时会产生开关频率及开关频率整数倍的高次谐波电流。谐波尤其是高次谐波对整个配电系统危害很大。
现阶段，市场上只对5，7，11，13次等低次谐波做处理，对高次谐波很少有重视，基本不做处理，即使处理也是在装置与电网之间串联一个EMI滤波器，滤除高次谐波，串联型滤波器对滤波器本身要求比较高，一旦串联型滤波器发生故障，整个装置就不能用，而且串联型滤波器本身体积大，而且存在损耗，串联型滤波器必须要停电检修。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种全波段混合型滤波器，其具有不仅能对低次谐波进行处理，还能对高次谐波进行处理，而且检修方便的特点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种全波段混合型滤波器，包括低频滤波单元和高频滤波单元，所述低频滤波单元和所述高频滤波单元均并联在电网中，所述低频滤波单元包括第一采样模块、检测模块、控制模块、驱动模块和功率变换模块，所述检测模块通过所述第一采样模块与所述电网连接，所述检测模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述驱动模块连接，所述驱动模块通过所述功率变换模块与所述电网连接，通过所述第一采样模块进行负载电流的采集并传送给所述检测模块，通过所述检测模块检测出其中的谐波部分，通过所述功率变换模块产生与电所述网中谐波大小相等、相位相反的补偿电流注入到所述电网中。
进一步的，优选地，所述功率变换模块与电抗器连接，所述电抗器通过软启动单元与所述电网连接。
更优选地，所述软启动单元包括连接所述电抗器和电网的主接触器，软起接触器和软起电阻相串联后并联在所述主接触器的两端。
优选地，所述检测模块与所述电网之间设有第二采样模块。
更优选地，所述软启动单元与所述电抗器之间的线路上与所述检测模块之间设有第三采样模块。
更优选地，所述电网和所述软启动单元之间的线路上设有熔断器。
优选地，所述功率变换模块与直流电容器并联。
更优选地，所述直流电容器与所述检测模块之间设有第四采样模块。
优选地，所述高频滤波单元包括并联在所述电网中的高阶高通滤波模块。
更优选地，所述高阶高通滤波模块依次通过保险丝和空气开关与所述电网连接。
本发明的有益效果：本发明将低频滤波单元和高频滤波单元相结合滤波，极大的拓宽了滤波器的滤波范围，减小了传统串联型滤波的损耗，方便系统停电检修，提高系统的电气可靠性。
附图说明
图1是本发明一种全波段混合型滤波器的原理图一；
图2是本发明一种全波段混合型滤波器的原理图二。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一：
请参见图1所示，本实施例公开了一种全波段混合型滤波器，包括低频滤波单元1和高频滤波单元2，低频滤波单元1和高频滤波单元2均并联在电网10中，低频滤波单元1负责滤除2500-20000Hz的低次谐波电流，高频滤波单元2对2500-30000000Hz的高频谐波电流形成一个低阻抗从而吸收高频谐波电流；
高频滤波单元2包括并联在电网10中的高阶高通滤波模块21，高阶高通滤波模块21依次通过保险丝22和空气开关23与电网10连接，保险丝22采用自恢复式保险丝，空气开关23及保险丝22的功能是过流保护，通过空气开关23方便停电检修；
如图2所示，低频滤波单元1包括第一采样模块11、检测模块12、控制模块13、驱动模块14和功率变换模块15，第一采样模块11为CT电流互感器，检测模块12通过第一采样模块11与电网10连接，检测模块12与控制模块13连接，控制模块13为FPGA控制模块，控制模块13与驱动模块14连接，驱动模块14为IGBT驱动模块，驱动模块14通过功率变换模块15与电网10连接，功率变换模块15为级联多电平功率变换器，通过第一采样模块11进行负载电流的采集并传送给检测模块12，通过检测模块12检测出其中的谐波部分，通过控制模块13控制驱动模块14驱动功率变换模块15产生与电网10中谐波大小相等、相位相反的补偿电流注入到电网10中，实现滤除谐波的功能；
功率变换模块15与电抗器16连接，通过电抗器16输出滤波，电抗器16通过软启动单元与电网10连接，软启动单元包括连接电抗器16和电网10的主接触器17，软起接触器18和软起电阻19相串联后并联在主接触器17的两端，通过软起单元进行电路的软启动；
检测模块12与电网10之间设有第二采样模块31，第二采样模块31为PT电压互感器，通过第二采样模块31进行电网10电压的采样；
软启动单元与电抗器16之间的线路上与检测模块12之间设有第三采样模块32，第三采样模块32为HCT电流互感器，通过第三采样模块32进行滤波输出电流的采样；
软启动单元连接到电网10上的线路上设有熔断器33；
功率变换模块15与直流电容器34并联，直流电容器34与检测模块12之间设有第四采样模块35，第四采样模块35为直流电压传感器，通过第四采样模块35采集功率变换模块15的输出电压，通过采集到的功率变换模块15的输出电压减去采集到的电网10电压再除以电抗器16的电感量得到电感电流，通过将该电感电流与HCT电流互感器采集到的电流进行比较从而得到发出的滤波电流是否准确。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种全波段混合型滤波器，其特征在于：包括低频滤波单元和高频滤波单元，所述低频滤波单元和所述高频滤波单元均并联在电网中，所述低频滤波单元包括第一采样模块、检测模块、控制模块、驱动模块和功率变换模块，所述检测模块通过所述第一采样模块与所述电网连接，所述检测模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述驱动模块连接，所述驱动模块通过所述功率变换模块与所述电网连接，通过所述第一采样模块进行负载电流的采集并传送给所述检测模块，通过所述检测模块检测出其中的谐波部分，通过所述功率变换模块产生与电所述网中谐波大小相等、相位相反的补偿电流注入到所述电网中。
2.如权利要求1所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述功率变换模块与电抗器连接，所述电抗器通过软启动单元与所述电网连接。
3.如权利要求2所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述软启动单元包括连接所述电抗器和电网的主接触器，软起接触器和软起电阻相串联后并联在所述主接触器的两端。
4.如权利要求1所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述检测模块与所述电网之间设有第二采样模块。
5.如权利要求2所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述软启动单元与所述电抗器之间的线路上与所述检测模块之间设有第三采样模块。
6.如权利要求2所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述电网和所述软启动单元之间的线路上设有熔断器。
7.如权利要求1所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述功率变换模块与直流电容器并联。
8.如权利要求7所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述直流电容器与所述检测模块之间设有第四采样模块。
9.如权利要求1所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述高频滤波单元包括并联在所述电网中的高阶高通滤波模块。
10.如权利要求9所述的一种全波段混合型滤波器，其特征在于，所述高阶高通滤波模块依次通过保险丝和空气开关与所述电网连接。
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