CN224123897U - 一种有源滤波装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有源滤波装置，涉及有源滤波器领域。包括有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B和单开门柜体，所述源滤波补偿器主体安装于单开门柜体内，所述单开门柜体内设置有两组间隔设置的支撑横梁，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的前端均通过同一连接件A分别安装在支撑横梁的上下两侧，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的尾端均通过同一连接件B分别安装在组支撑横梁的上下两侧。本实用新型具有以下有益效果：可以实现两组有源滤波补偿器主体共用一个支撑横梁，节省支撑横梁的安装数量，降低支撑横梁的占用空间，且满足多个有源滤波补偿器主体的排布安装。

Description

一种有源滤波装置

技术领域

本实用新型涉及一种有源滤波装置，涉及有源滤波器领域。

背景技术

由于电力电子技术在煤矿电气设备中的普遍应用，特别是近年来永磁同步电机和永磁滚筒作为煤矿驱动的一种全新的方式，得以广泛普及，而变频器作为永磁电机（滚筒）的控制器得到大批量使用，由于变频器的工作特性所致，致使矿井局部电网谐波污染严重，配电网络中的谐波污染问题日益严重，以致降低了供电线路的供电质量，甚至改变了某些供、用电设备的性能，已危及电网和用电设备自身的安全和经济运行。在一个理想的交流电网中，各相电压随时间作周期性变化，并且呈正弦波形，煤矿企业或其他用电企业，都非常希望电压保持理想正弦波形。但是实际上煤矿供配电电网中愈来愈广泛地使用变频设备，使电网电压偏离正弦波形，其电压、电流波形实际上是不同程度畸变的非正弦波，这就对局部电网产生的严重的谐波污染。

造成的危害有以下几点：①.严重影响局部供电系统的漏电保护；②.危害电机的绝缘，造成电机铁芯发热；③.干扰矿井的通信质量；④.影响矿井的传输网络。

经检索专利申请号为202421196132.1的专利，公开了一种低能耗有源滤波装置，包括低能耗有源滤波器体，用于承载安装有源滤波装置用组件，固定螺栓，贯穿于低能耗有源滤波器体的外部，用于连接安装前封装盖。本实用新型设置有内滤架、内置滤网、驱动控制器、散热口、散热扇叶、连接杆和微型伸缩气泵，未启动状态下的低能耗有源滤波装置散热口的散热扇叶是闭合状态，可以阻挡外部灰尘进入到低能耗有源滤波器体中，在低能耗有源滤波装置启动后，驱动控制器控制微型伸缩气泵带动连接杆进行上下伸缩，从而让连接杆联动散热扇叶在散热口中展开，打开散热口让低能耗有源滤波器体内部积攒的热量，可以通过两侧的散热口顺利排出。

上述专利虽然可以实现动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功，目前技术考虑不全面，具有以下弊端：无法实现两组有源滤波补偿器主体共用一个支撑横梁，不能节省支撑横梁的安装数量，支撑横梁占用单开门柜体内有限的空间。

为解决上述问题之一，亟待一种有源滤波装置。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型要解决的技术问题是：如何实现两组有源滤波补偿器主体共用一个支撑横梁，节省支撑横梁的安装数量，降低支撑横梁的占用空间，且满足多个有源滤波补偿器主体的排布安装，为此提供一种有源滤波装置。

本实用新型所述的有源滤波装置，包括有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B和单开门柜体，所述源滤波补偿器主体安装于单开门柜体内，其特征在于：所述单开门柜体内设置有两组间隔设置的支撑横梁，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的前端均通过同一连接件A分别安装在支撑横梁的上下两侧，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的尾端均通过同一连接件B分别安装在组支撑横梁的上下两侧。

可以实现两组有源滤波补偿器主体共用一个支撑横梁，节省支撑横梁的安装数量，降低支撑横梁的占用空间，且满足多个有源滤波补偿器主体的排布安装。

优选地，所述支撑横梁的截面为H型，包括相互平行的前侧板、后侧板，所述前侧板、后侧板之间垂直连接有腹板，所述有源滤波补偿器主体A的底端分别设置有左侧连接脚A、右侧连接脚A，所述有源滤波补偿器主体B的顶端分别设置有左侧连接脚B、右侧连接脚B，所述连接件A包括压接在左侧连接脚A上的上压板、压接在左侧连接脚B上的下托板，所述上压板的另一端具有定位折弯A，所述前侧板、后侧板上开设有与定位折弯A配合的定位卡槽A，所述下托板的另一端具有定位折弯B，所述前侧板、后侧板上开设有与定位折弯B配合的定位卡槽B，还包括贯穿上压板、腹板、下托板的螺纹杆，所述螺纹杆的上端螺纹连接有上螺母，所述螺纹杆的底端螺纹连接有下螺母。

有源滤波补偿器主体A和有源滤波补偿器主体B分别放置在支撑横梁的上下两侧，先将两组有源滤波补偿器主体摆放到位，然后将上压板、下托板分别压接在左侧连接脚A、左侧连接脚B上，最后利用螺纹杆、上螺母、下螺母将上压板、下托板与支撑横梁连接，同时上压板、下托板可将左侧连接脚A、左侧连接脚B与支撑横梁固定。

优选地，所述连接件B与连接件A的结构相同。

优选地，所述有源滤波补偿器主体A用于并联到采样检测系统和三相交流电源之间的三相电网输电线路上，包括控制系统以及与控制系统电性连接的外控系统、PWM调制电路、采样检测系统，还包括LC滤波电路，LC滤波电路通过导线连接三相交流电源，LC滤波电路、PWM调制电路、高频吸收单元通过导线依次连接，所述外控系统、充电回路、可控开关通过导线依次连接，所述充电回路与LC滤波电路之间的导线上安装有可控开关。

优选地，所述采样检测系统与三相电网输电线路连接，用于测量负载电流或电网电流送到控制系统进行处理，控制系统完成负荷谐波电流的计算和谐波电流补偿的闭环控制，并产生PWM驱动信号到PWM调制电路，PWM调制电路驱动逆变器的IGBT从而将所需的补偿电流输出到电网，完成谐波滤除的功能。

优选地，还包括与输电线路连接的高频吸收单元，所述高频吸收单元后接控制系统。

优选地，所述充电回路包括IGBT模块以及充电电容。

优选地，所述LC滤波电路包括并联的电容C1、C2、C3。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的有源滤波装置，可以实现两组有源滤波补偿器主体共用一个支撑横梁，节省支撑横梁的安装数量，降低支撑横梁的占用空间，且满足多个有源滤波补偿器主体的排布安装。

本实用新型所述的有源滤波装置，通过采样检测系统测量负载电流或电网电流送到信号板进行处理，主控器完成负荷谐波电流的计算和谐波电流补偿的闭环控制，并产生PWM驱动信号到驱动板，驱动板驱动逆变器的IGBT从而将所需的补偿电流输出到电网，完成谐波滤除的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的内部结构图；

图2为图1的局部图；

图3为本有源滤波补偿器主体的结构原理图一；

图4为本有源滤波补偿器主体的结构原理图二；

图中：1、控制系统 2、外控系统 3、充电回路 4、可控开关 5、三相交流电源 6、LC滤波电路 7、PWM调制电路 8、直流滤波回路 9、高频吸收单元 10、采样检测系统 11、非线性综合负载 12、单开门柜体 13、支撑横梁 14、有源滤波补偿器主体A 15、左侧连接脚A16、左侧连接脚B 17、上压板 18、定位折弯A 19、下托板 20、定位折弯B 21、定位卡槽A 22、定位卡槽B 23、螺纹杆 24、上螺母 25、下螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：以下通过具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不用以限制本实用新型，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

实施例1，如图1-2所示，所述一种有源滤波装置，包括有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B和单开门柜体，所述源滤波补偿器主体安装于单开门柜体内，所述单开门柜体13内设置有两组间隔设置的支撑横梁14，所述有源滤波补偿器主体A15、有源滤波补偿器主体B的前端均通过同一连接件A分别安装在支撑横梁14的上下两侧，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的尾端均通过同一连接件B分别安装在组支撑横梁14的上下两侧。

实现两组有源滤波补偿器主体共用一个支撑横梁14，节省支撑横梁14的安装数量，降低支撑横梁14的占用空间，且满足多个有源滤波补偿器主体的排布安装。

实施例2，如图1-2所示，所述一种有源滤波装置，包括有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B和单开门柜体，所述源滤波补偿器主体安装于单开门柜体内，所述单开门柜体13内设置有两组间隔设置的支撑横梁14，所述有源滤波补偿器主体A15、有源滤波补偿器主体B的前端均通过同一连接件A分别安装在支撑横梁14的上下两侧，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的尾端均通过同一连接件B分别安装在组支撑横梁14的上下两侧。

进一步地，所述支撑横梁14的截面为H型，包括相互平行的前侧板、后侧板，所述前侧板、后侧板之间垂直连接有腹板，所述有源滤波补偿器主体A的底端分别设置有左侧连接脚A16、右侧连接脚A，所述有源滤波补偿器主体B的顶端分别设置有17、右侧连接脚B，所述连接件A包括压接在左侧连接脚A16上的上压板18、压接在左侧连接脚B17上的下托板20，所述上压板18的另一端具有定位折弯A19，所述前侧板、后侧板上开设有与定位折弯A19配合的定位卡槽A22，所述下托板20的另一端具有定位折弯B21，所述前侧板、后侧板上开设有与定位折弯B21配合的定位卡槽B23，还包括贯穿上压板18、腹板、下托板20的螺纹杆24，所述螺纹杆24的上端螺纹连接有上螺母25，所述螺纹杆24的底端螺纹连接有下螺母26。

有源滤波补偿器主体A15和有源滤波补偿器主体B分别放置在支撑横梁14的上下两侧，先将两组有源滤波补偿器主体摆放到位，然后将上压板18、下托板20分别压接在左侧连接脚A16、左侧连接脚B17上，最后利用螺纹杆24、上螺母25、下螺母26将上压板18、下托板20与支撑横梁14连接，同时上压板18、下托板20可将左侧连接脚A16、左侧连接脚B17与支撑横梁14固定。

进一步地，所述连接件B与连接件A的结构相同。

进一步地，参照图3-4，所述有源滤波补偿器主体A用于并联到采样检测系统10和三相交流电源11之间的三相电网输电线路上，包括控制系统1以及与控制系统1电性连接的外控系统2、PWM调制电路7、采样检测系统10，LC滤波电路6通过导线连接三相交流电源5，LC滤波电路6、PWM调制电路7、高频吸收单元9通过导线依次连接，所述外控系统2、充电回路3、可控开关4通过导线依次连接，所述充电回路3与LC滤波电路6之间的导线上安装有可控开关4。

进一步地，所述采样检测系统10与三相电网输电线路连接，用于测量负载电流或电网电流送到控制系统1进行处理，控制系统1完成负荷谐波电流的计算和谐波电流补偿的闭环控制，并产生PWM驱动信号到PWM调制电路7，PWM调制电路7驱动逆变器的IGBT从而将所需的补偿电流输出到电网，完成谐波滤除的功能。

进一步地，还包括与输电线路连接的高频吸收单元12，所述高频吸收单元9后接控制系统1。

进一步地，所述充电回路3包括IGBT模块以及充电电容。

进一步地，所述LC滤波电路6包括并联的电容C1、C2、C3。

开关合闸后，有源滤波装置APF首先通过限流电阻对电容充电，以限制上电时的瞬间冲击电流。当电容电压达到额定值后，接触器自动闭合，此时装置开始工作。电容作为储能元件，为通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。

同时，电容器通过电源板向控制与监测系统提供工作电源。

APF通过采样检测系统10测量负载电流或电网电流送到信号板进行处理，主控器完成负荷谐波电流的计算和谐波电流补偿的闭环控制，并产生PWM驱动信号到驱动板，驱动板驱动逆变器的IGBT从而将所需的补偿电流输出到电网，完成谐波滤除的功能。

有源电力滤波器（APF）通过谐波电流检测技术，将电网电流中的谐波提取出来，并取反生成“反谐波电流”，由逆变主电路生成“反谐波电流”注入电网，以抵消掉电网中的谐波电流，并在电流追踪技术的保障下，使得生成的反谐波电流稳定快速的输入到电网中抵消电网的谐波分量。现代的数字信号采集、处理技术和先进的IGBT 转换技术：主动注入反相谐波电流，单机可滤除2-50次全频谱谐波电流，无谐振隐患，系统谐波电流超过APF容量后，滤波器保持满负荷输出，但不会发生过载损坏。无负载变化级差；快速跟随变化，响应时间最小可达1毫秒。系统复杂、负载变化频繁、负载种类多样化的谐波源负载系统。有源电力滤波器（APF）通过谐波电流检测技术，将电网电流中的谐波提取出来，并取反生成“反谐波电流”，由逆变主电路生成“反谐波电流”注入电网，以抵消掉电网中的谐波电流，并在电流追踪技术的保障下，使得生成的反谐波电流稳定快速的输入到电网中抵消电网的谐波分量。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (7)

1.一种有源滤波装置，包括有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B和单开门柜体，所述源滤波补偿器主体安装于单开门柜体内，其特征在于：所述单开门柜体内设置有两组间隔设置的支撑横梁，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的前端均通过同一连接件A分别安装在支撑横梁的上下两侧，所述有源滤波补偿器主体A、有源滤波补偿器主体B的尾端均通过同一连接件B分别安装在组支撑横梁的上下两侧。

2.根据权利要求1所述有源滤波装置，其特征在于，所述支撑横梁的截面为H型，包括相互平行的前侧板、后侧板，所述前侧板、后侧板之间垂直连接有腹板，所述有源滤波补偿器主体A的底端分别设置有左侧连接脚A、右侧连接脚A，所述有源滤波补偿器主体B的顶端分别设置有压接在左侧连接脚B、右侧连接脚B，所述连接件A包括压接在左侧连接脚A上的上压板、压接在左侧连接脚B上的下托板，所述上压板的另一端具有定位折弯A，所述前侧板、后侧板上开设有与定位折弯A配合的定位卡槽A，所述下托板的另一端具有定位折弯B，所述前侧板、后侧板上开设有与定位折弯B配合的定位卡槽B，还包括贯穿上压板、腹板、下托板的螺纹杆，所述螺纹杆的上端螺纹连接有上螺母，所述螺纹杆的底端螺纹连接有下螺母。

3.根据权利要求2所述有源滤波装置，其特征在于，所述有源滤波补偿器主体A用于并联到采样检测系统和三相交流电源之间的三相电网输电线路上，包括控制系统以及与控制系统电性连接的外控系统、PWM调制电路、采样检测系统，还包括LC滤波电路，LC滤波电路通过导线连接三相交流电源，LC滤波电路、PWM调制电路、高频吸收单元通过导线依次连接，所述外控系统、充电回路、可控开关通过导线依次连接，所述充电回路与LC滤波电路之间的导线上安装有可控开关。

4.根据权利要求3所述有源滤波装置，其特征在于，所述采样检测系统与三相电网输电线路连接，用于测量负载电流或电网电流送到控制系统进行处理，控制系统完成负荷谐波电流的计算和谐波电流补偿的闭环控制，并产生PWM驱动信号到PWM调制电路，PWM调制电路驱动逆变器的IGBT从而将所需的补偿电流输出到电网，完成谐波滤除的功能。

5.根据权利要求4所述有源滤波装置，其特征在于，还包括与输电线路连接的高频吸收单元，所述高频吸收单元后接控制系统。

6.根据权利要求5所述有源滤波装置，其特征在于，所述充电回路包括IGBT模块以及充电电容。

7.根据权利要求6所述有源滤波装置，其特征在于，所述LC滤波电路包括并联的电容C1、C2、C3。