CN202309075U - 新型有源电力滤波器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种新型有源电力滤波器，连接于交流电源与负载之间，包括指令电流运算电路和补偿电流发生电路，所述补偿电流发生电路包括主电路、驱动电路和电流跟踪控制电路，所述指令电流运算电路的输入端与负载的电源输入端连接，所述指令电流运算电路的输出端与所述电流跟踪控制电路的输入端连接，所述电流跟踪控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述主电路串联连接后与交流电源输出端连接。通过本实用新型可对交流电源进行动态抑制谐波，并能对大小和频率都变化的谐波及变化的无功进行补偿，最终的到理想的交流电源。

Description

新型有源电力滤波器
技术领域
本实用新型涉及一种滤波器，尤其涉及一种能够对大小和频率都变化的谐波进行抑制及变化的无功进行补偿的有源电力滤波器。
背景技术
随着电力电子装置的广泛应用，大量的谐波被注入电网，致使整个电网的电能质量日益恶化。电网中谐波电流的危害主要体现在以下几个方面：
1、谐波使电网中得设备产生附加谐波损耗，降低电网、输电及用电设备的使用效率，增加电网线损。
2、谐波会产生额外的热效应，从而引起用电设备发热，使其绝缘老化，降低设备的使用寿命。在独立小电网中，谐波电流还会使变压器、发电机等产生附加损耗及发热，引起机械振动及噪音，大大加大电气设备发热损耗，加速绝缘老化，影响设备寿命；严重时还会因为集肤效应导致定转子表层过热而损坏。
3、谐波容易使电网与补偿电容器之间发生谐振，使谐波电流放大几倍甚至数十倍，不仅使电容器直接受损，而且加重对其它电气设备的威胁。这在独立小电网中表现得尤为明显，因为其电网电压频率波动范围比较大，这样就更容易造成谐振。
4、谐波会引起一些保护设备误动作，如继电器、熔断器等，同时也会导致电气测量仪表计量不准确。在油田类独立电网中，谐波给录井仪造成的计量误差有可能影响整个油田的正常工作。
5、谐波会对附近的通信系统产生干扰，轻者引入噪声，降低通话质量，重者导致信号丢失，使通信系统无法正常工作。
发明内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够对大小和频率都变化的谐波及变化的无功进行补偿的有源电力滤波器。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
本实用新型连接于交流电源与负载之间，包括指令电流运算电路和补偿电流发生电路，所述补偿电流发生电路包括主电路、驱动电路和电流跟踪控制电路，所述指令电流运算电路的输入端与负载的电源输入端连接，所述指令电流运算电路的输出端与所述电流跟踪控制电路的输入端连接，所述电流跟踪控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述主电路串联连接后与交流电源输出端连接。
指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量。补偿电流发生电路则根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流。
具体地，所述主电路包括断路器、交流接触器、进线电感、PWM变流器、电解电容和滤波电容。PWM变流器是脉冲宽度调制变流器的简称，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
进一步，所述指令电流运算电路包括CPLD、DSP单片机和D/A转换电路，所述CPLD的数据端口与所述DSP单片机的数据端口连接，所述CPLD和所述DSP单片机的信号端口与所述D/A转换电路连接，所述D/A转换电路与所述电流跟踪控制电路连接。CPLD(Complex Programmable Logic Device)，复杂可编程逻辑器件，是从PAL和GAL器件发展出来的器件，相对而言规模大，结构复杂，属于大规模集成电路范围。是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。
进一步，所述CPLD还连接有保护及I/O电路。
本实用新型的有益效果在于：
通过本实用新型可对交流电源进行动态抑制谐波，并能对大小和频率都变化的谐波及变化的无功进行补偿，最终的到理想的交流电源，避免或减少电网谐波的危害。
附图说明
图1是本实用新型的整体电路框图；
图2是本实用新型中指令电流运算电路的电路框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型连接于交流电源与负载之间，包括指令电流运算电路和补偿电流发生电路，补偿电流发生电路包括主电路、驱动电路和电流跟踪控制电路，指令电流运算电路的输入端与负载的电源输入端连接，指令电流运算电路的输出端与电流跟踪控制电路的输入端连接，电流跟踪控制电路的输出端与驱动电路的输入端连接，驱动电路的输出端与主电路串联连接后与交流电源输出端连接。结合图1，主电路包括断路器、交流接触器、进线电感、PWM变流器、电解电容和滤波电容(主电路的具体电路图中未示出，为常规变流装置，在此不再赘述)。
如图2所示，指令电流运算电路包括CPLD、DSP单片机和D/A转换电路，所述CPLD的数据端口与所述DSP单片机的数据端口连接，CPLD和DSP单片机的信号端口与D/A转换电路连接，D/A转换电路与所述电流跟踪控制电路连接；CPLD还连接有保护及I/O电路。DSP单片机采用TMS320F2812。图2中，指令电流运算电路为数字电路部分，电流跟踪控制电路与保护及I/O电路为模拟电路部分，电流跟踪控制电路与CPLD之间、电流跟踪控制电路与DSP单片机之间均通过D/A转换电路进行数字信号与模拟信号的转化。
结合图1，指令电流运算电路首先检测出负载输入电流iL(即补偿对象电流)中的谐波和无功等电流分量，得到具体的补偿电流分量ic’，并将此信号传输给电流跟踪控制电路，电流跟踪控制电路经过计算及转换后向驱动电路发出控制信号，驱动电路驱动主电路中PWM变流器动作，产生实际的补偿电流ic，对交流电源输出的电流is进行补偿叠加，最后得到理想的负载输入电流iL。因为指令电流运算电路始终不间断地对负载输入电流iL进行监控、检测，所以在任何时候只要出现负载输入电流iL谐波超标，就会马上被补偿更正，达到始终保持负载输入电流iL是理想的电流的目的。

Claims (4)

1.一种有源电力滤波器，连接于交流电源与负载之间，其特征在于：包括指令电流运算电路和补偿电流发生电路，所述补偿电流发生电路包括主电路、驱动电路和电流跟踪控制电路，所述指令电流运算电路的输入端与负载的电源输入端连接，所述指令电流运算电路的输出端与所述电流跟踪控制电路的输入端连接，所述电流跟踪控制电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，所述驱动电路的输出端与所述主电路串联连接后与交流电源输出端连接。
2.根据权利要求1所述的有源电力滤波器，其特征在于：所述主电路包括断路器、交流接触器、进线电感、PWM变流器、电解电容和滤波电容。
3.根据权利要求1所述的有源电力滤波器，其特征在于：所述指令电流运算电路包括CPLD、DSP单片机和D/A转换电路，所述CPLD的数据端口与所述DSP单片机的数据端口连接，所述CPLD和所述DSP单片机的信号端口与所述D/A转换电路连接，所述D/A转换电路与所述电流跟踪控制电路连接。
4.根据权利要求3所述的有源电力滤波器，其特征在于：所述CPLD还连接有保护及I/O电路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106685209A (zh) * 2017-02-26 2017-05-17 合肥科威尔电源系统有限公司 一种交错并联无桥pfc电路的控制器及其控制方法

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