CN213959757U - 一种基于h桥混合型有源滤波电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于H桥混合型有源滤波电路，属于电网滤波领域，由无源滤波单元和有源滤波单元组成。有源滤波单元由三组H桥电路组成，所述无源滤波单元包括三个单调谐滤波模块，各单调谐滤波模块分别对应一个H桥模块,本实用新型通过滤波器接收电网和非线性元件谐波源，经过LC滤波电路，以及H桥有源滤波器，达到滤除谐波的作用，由于无源滤波单元包括LC滤波器，除了承担谐波源谐波外，也要承担电网来电压，从而可以达到减小有源滤波器所输入的电网基波电压的要求，由于无源滤波器有可能产生谐振，所以接入H桥有源滤波器，可以消除LC滤波器产生的谐振，并且可以优化无源滤波器输出的波形。
Description
技术领域
本实用新型涉及电网滤波技术领域，具体为一种基于H桥混合型有源滤波电路。
背景技术
电力系统的主要谐波源包括有多想脉冲和单相脉冲换流装置，电弧炉，感应炉，变压器饱和等非线性铁磁元件。随着电力技术的发展，大量使用晶闸管装置，出现了许多非线性负荷，严重影响配电网电能质量，是公用电网的电压严重畸变，影响生活和生产用电安全和质量。装设滤波器是就近吸收所产生的谐波电流的有效措施。无源LC滤波器由电容器，电抗器和电阻器适当组合而成，当系统阻抗和频率变化时，会与系统阻抗和电容产生串并联谐振造成谐波放大，通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。而有源滤波器能动态补偿负载谐波不受电网参数影响，是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。目前采用混合型有源滤波器，利用无源滤波器承受基波电压降低有源滤波器容量，另一方面利用有源滤波器的动态补偿从而不受电网因素影响，其中较为普遍的有源滤波器结构为三相桥逆变器，在中高压场合直压侧电容承受直压较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于H桥混合型有源滤波电路，通过滤波器接收电网和非线性元件谐波源，经过LC滤波电路，以及H桥有源滤波器，达到滤除谐波的作用，由于无源滤波单元包括LC滤波器，除了承担谐波源谐波外，也要承担电网来电压，从而可以达到减小有源滤波器所输入的电网基波电压的要求，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于H桥混合型有源滤波电路，包括无源滤波单元和有源滤波单元，所述有源滤波单元包括三个H桥模块，所述无源滤波单元包括三组单调谐滤波模块，三组所述单调谐滤波模块分别对应一个H桥模块；所述H桥模块的左侧桥臂中点与对应的单调谐滤波模块的第一端相连，所述H桥模块的右侧桥臂中点相互连接；三组所述单调谐滤波模块的第二端分别与电网及谐波源连接。
优选的，所述H桥模块分别由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成。
优选的，所述单调谐滤波模块分别由电容和电感组成的LC滤波电路。
优选的，所述基于H桥混合型有源滤波器还包括驱动控制单元，所述驱动控制单元的输入信号来自于电网以及谐波源端ct，所述驱动控制单元通过与预设值进行比较输出驱动信号，所述驱动控制单元输出驱动信号控制有源滤波单元；
优选的，所述驱动控制单元通过所述采样电路获取有源滤波单元的反馈电流，所述驱动控制单元根据补偿总指令电流与反馈电流生成驱动信号，所述驱动控制单元基于驱动电路通过驱动信号驱动有源滤波单元。
优选的，所述驱动控制单元用于计算输出反馈电流与指令之间的电流差值对根据比较模块生成驱动信号，所述驱动信号驱动有源滤波电路。
优选的，所述补偿电流总指令由所述负载谐波指令电流、有功指令电流、负序指令电流和无功指令电流组成，所述有功指令电流由总直压控制模块获得，所述总直压控制模块用于交流侧和直流侧有功功率转换均衡，所述负序指令电流用于相间直压稳定，所述无功指令电流为无源滤波器补偿的基波无功电流。
优选的，所述无源滤波单元用于获取所述谐波源的负载谐波电流，所述负载谐波指令电流通过离散傅里叶变换DFT算法生成负载谐波指令电流。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型滤波器接收电网和非线性元件谐波源，经过LC滤波电路，以及H桥有源滤波器，达到滤除谐波的作用。由于无源滤波单元包括LC滤波器，除了承担谐波源谐波外，也要承担电网来电压，从而可以达到减小有源滤波器所输入的电网基波电压的要求。
2、本实用新型由于无源滤波器有可能产生谐振，所以接入H桥有源滤波器，可以消除LC滤波器产生的谐振，并且可以优化无源滤波器输出的波形。
附图说明
图1为本实用新型电路结构示意图；
图2为本实用新型结构框图；
图3为本实用新型谐波补偿原理示意图；
图4为本实用新型驱动控制电路保护原理示意图；
图5为本实用新型驱动控制电路原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-5，本实用新型提供一种技术方案：基于H桥混合型有源滤波电路，包括：无源滤波单元2和有源滤波单元1。
有源滤波单元包括三个H桥模块101,102,103，无源滤波单元包括三个单调谐滤波模块201，202，203。
H桥模块的电网侧桥臂中点与其相连的单调谐滤波模块的一端相连，每个H桥模块的N端桥臂中点相互连接，为星接。
基于H桥混合型有源滤波器还包括：驱动控制单元，驱动控制单元连接于无源滤波器电网侧ct二次侧电流信号。
本实施例中，H桥模块101,102,103分别由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成，参阅图1，每个H桥模块101,102,103分别由4个IGBT和1个电容组成。
本实施例中，每个单调谐滤波模块201，202，203别由电阻器，电容器和电感组成。
本实施例中有源滤波器采用电压型逆变器输出各次谐波电压的叠加，用以滤除电网的部分谐波并抑制电网阻抗与无源滤波器之间的谐振。输出滤波器采用LC低通滤波器，用以滤除电压型逆变器开关器件产生的高频毛刺。
本实施例中电流跟踪控制模块的建立由于有源电力滤波器产生的补偿电流应实时跟随其指令电流信号的变化，即具有很好的动态响应特性，因此其控制大多采用跟踪型控制技术。把希望输出的波形作为指令信号，把实际波形作为反馈信号，通过比较两者的瞬时值决定逆变电路各器件的通断，使实际的输出跟踪指令信号发生变化。
本实施例中，驱动控制单元用于获取谐波源的谐波电流，对负载谐波电流通过算法生成谐波补偿电流指令，根据谐波补偿电流指令作为补偿电流总指令一部分。
保护原理如图4，欠压保护、电流保护与温度保护信号同时接于设定值比较模块，其中任一个保护动作，都将输出相应的动作指令，指令动作与关闭电源或者报警信号。
工作原理：滤波器接收电网和非线性元件谐波源，经过LC滤波电路，以及H桥有源滤波器，达到滤除谐波的作用。由于无源滤波单元包括LC滤波器，除了承担谐波源谐波外，也要承担电网来电压，从而可以达到减小有源滤波器所输入的电网基波电压的要求。由于无源滤波器有可能产生谐振，所以接入H桥有源滤波器，可以消除LC滤波器产生的谐振，并且可以优化无源滤波器输出的波形。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种基于H桥混合型有源滤波电路，包括无源滤波单元和有源滤波单元以及补偿电流总指令，其特征在于：所述有源滤波单元包括三个H桥模块，所述无源滤波单元包括三组单调谐滤波模块，三组所述单调谐滤波模块分别对应一个H桥模块；所述H桥模块的左侧桥臂中点与对应的单调谐滤波模块的第一端相连，所述H桥模块的右侧桥臂中点相互连接；三组所述单调谐滤波模块的第二端分别与电网及谐波源连接；
所述基于H桥混合型有源滤波器还包括驱动控制单元，所述驱动控制单元的输入信号来自于电网以及谐波源端ct，所述驱动控制单元通过与预设值进行比较输出驱动信号，所述驱动控制单元输出驱动信号控制有源滤波单元；
所述驱动控制单元通过采样电路获取有源滤波单元的反馈电流，所述驱动控制单元根据补偿总指令电流与反馈电流生成驱动信号，所述驱动控制单元基于驱动电路通过驱动信号驱动有源滤波单元；
所述驱动控制单元用于计算输出反馈电流与指令之间的电流差值，根据比较模块生成驱动信号，所述驱动信号驱动有源滤波电路；
所述驱动控制单元将调制波与三角波进行比较，所述驱动控制单元根据比较结果生成所述驱动信号；
所述补偿电流总指令由负载谐波指令电流、有功指令电流、负序指令电流和无功指令电流组成，所述有功指令电流由总直压控制模块获得，所述总直压控制模块用于交流侧和直流侧有功功率转换均衡，所述负序指令电流用于相间直压稳定，所述无功指令电流为无源滤波器补偿的基波无功电流；
所述无源滤波单元用于获取所述谐波源的负载谐波电流，所述负载谐波指令电流通过离散傅里叶变换DFT算法生成负载谐波指令电流。
2.根据权利要求1所述的一种基于H桥混合型有源滤波电路，其特征在于：所述H桥模块分别由绝缘栅双极型晶体管IGBT组成。
3.根据权利要求1所述的一种基于H桥混合型有源滤波电路，其特征在于：所述单调谐滤波模块分别由电容和电感组成的LC滤波电路。
Priority Applications (1)
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| CN202021761262.7U CN213959757U (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种基于h桥混合型有源滤波电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN213959757U true CN213959757U (zh) | 2021-08-13 |
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ID=77193142
Family Applications (1)
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| CN202021761262.7U Active CN213959757U (zh) | 2020-08-21 | 2020-08-21 | 一种基于h桥混合型有源滤波电路 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-08-21 CN CN202021761262.7U patent/CN213959757U/zh active Active
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