RU2458381C2 - Однофазный активный электрический фильтр - Google Patents
Однофазный активный электрический фильтр Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458381C2 RU2458381C2 RU2010104808/09A RU2010104808A RU2458381C2 RU 2458381 C2 RU2458381 C2 RU 2458381C2 RU 2010104808/09 A RU2010104808/09 A RU 2010104808/09A RU 2010104808 A RU2010104808 A RU 2010104808A RU 2458381 C2 RU2458381 C2 RU 2458381C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- filter
- pwm
- active electric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях. Технический результат: снижение высших гармонических составляющих в контролируемых точках энергетической системы, компенсация реактивной составляющей мощности, снижение массогабаритных показателей активного электрического фильтра. Активный электрический фильтр содержит систему преобразования входной информации, соединенную с входом синхронизованного с сетью системы формирования сигнала ошибки. Выход синхронизованной с сетью системы формирования сигнала ошибки соединен с инвертором. Выход инвертора соединен с входом широтно-импульсного модулятора (ШИМ). К выходу ШИМ подключен вход буферного каскада, выходы буферного каскада соединены с входами импульсного усилителя мощности, а к выходу импульсного усилителя мощности подключена входная цепь LC-фильтра. Выходы LC-фильтра подсоединены к фазе питающей сети. Однофазный активный электрический фильтр позволяет использовать недорогие силовые модули на основе ключевых MOSFET-транзисторов, лучшие частотные свойства которых позволяют повысить тактовую частоту ШИМ, упростить выходные LC-фильтры и тем самым улучшить качество электрической энергии. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях.
Известен компенсатор реактивной мощности [1], содержащий трехфазный измерительный трансформатор напряжения, нагрузку, три однофазных датчика напряжения, трехфазный мостовой выпрямитель, три первых элемента сравнения, емкостный фильтр, усилители с регулируемым коэффициентом усиления, вторые элементы сравнения, задатчик напряжения на нагрузке, задатчик настройки компенсирующего напряжения, три идентичных блока регулирования, каждый из которых содержит однофазный выпрямитель, два управляемых однофазных выпрямителя с системами управления, два промежуточных конденсатора с датчиками напряжения, два однофазных инвертора с системами управления, тактирующий триггер, релейный двухпозиционный регулятор, имеющий гистерезис, дифференцирующую цепочку.
Недостатками данного устройства является невысокий КПД, инерционность работы, а также некорректность формирования сигнала ошибки.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является трехфазный активный электрический фильтр [2], содержащий LC-фильтры, систему преобразования входной информации, включающую адаптер, входы которого соединены с фазами питающей сети, а выходы - с аналоговыми входами однокристальной ЭВМ, работающей по программе, записанной в блоке памяти, подключенном к однокристальной ЭВМ, которая через буферные каскады соединена с входами устройств управления памятью блока многозвенной импульсной модуляции, к устройствам управления памятью подключены блоки памяти, выходы устройств управления памятью через буферные каскады соединены с импульсными усилителями мощности.
Недостатками данного трехфазного активного электрического фильтра являются: невысокое быстродействие, сравнительно низкая глубина фильтрации.
Задача изобретения заключается в создании однофазного активного электрического фильтра с улучшенными эксплуатационными свойствами.
Сущность изобретения заключается в следующем. Система преобразования входной информации соединена с входом синхронизованного с сетью системой формирования сигнала ошибки. Выход синхронизованной с сетью системой формирования сигнала ошибки соединен с инвертором. Выход инвертора соединен с входом широтно-импульсного модулятора (ШИМ). К выходу ШИМ подключен вход буферного каскада, выходы буферного каскада соединены с входами импульсного усилителя мощности, а к выходу импульсного усилителя мощности подключена входная цепь LC-фильтра. Выходы LC-фильтра подсоединены к фазе питающей сети.
На чертеже схематично изображен однофазный активный электрический фильтр. Он состоит из систем преобразования входной информации 1, синхронизованной с сетью системой формирования сигнала ошибки 2, инвертора 3, широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 4, буферного каскада 5, импульсного усилителя мощности 6, LC-фильтра 7, мощной нелинейной нагрузки 8, присоединенной к трехфазной электрической сети U, V, W, с нулевым проводом N.
Фильтр работает следующим образом. Системы преобразования входной информации 1 содержат делители, необходимые для согласования низковольтных цепей систем формирования сигнала ошибки 2, и выдают напряжения, пропорциональные напряжениям в фазе питающей сети. Эти напряжения поступают на систему формирования сигнала ошибки 2. На выходе синхронизованных с сетью систем формирования сигнала ошибки 2 формируется сигнал, мгновенные значения амплитуды и фазы которого равны мгновенным значениям амплитуд и фаз высших гармоник сигнала на выходе систем преобразования входной информации 1. Сигналы с выхода синхронизованных с сетью систем формирования сигнала ошибки 2 поступают на вход инвертора 3, в результате на выходе инвертора 3 получаются корректирующие сигналы, пропорциональные бесконечной сумме мгновенных значений высших гармоник напряжения, имеющихся в питающей сети. С выхода инвертора 3 корректирующий сигнал поступает на вход широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 4, который преобразует непрерывный корректирующий сигнал в дискретный сигнал. С выхода ШИМ 4 дискретный сигнал поступает на вход буферного каскада 5, а на выходе буферного каскада 5 вырабатывается два дискретных противофазных сигнала - дискретный сигнал положительной полярности и дискретный сигнал отрицательной полярности. Дискретные сигналы положительной и отрицательной полярности с выхода буферного каскада 5 поступают на положительные и отрицательные входы импульсного усилителя мощности 6, а с выхода импульсного усилителя мощности 6 усиленные дискретные сигналы поступают на вход LC-фильтра 7. С выхода LC-фильтра 7 восстановленный корректирующий сигнал подается в цепь фазы питающей сети, что ведет к компенсации высших гармоник напряжения.
Однофазный активный электрический фильтр позволяет использовать недорогие силовые модули на основе ключевых MOSFET-транзисторов, лучшие частотные свойства которых позволяют повысить тактовую частоту ШИМ, упростить выходные LC-фильтры и тем самым улучшить качество электрической энергии. Это позволяет снизить высшие гармонические составляющие в контролируемых точках энергетической системы, а также компенсировать реактивную составляющую мощности. Кроме того, отсутствие однокристальной ЭВМ позволит снизить массогабаритные показатели активного электрического фильтра.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ, ПРИНЯТЫЕ ВО ВНИМАНИЕ
1. Патент РФ №2187873 Н02J 3/18, 2002 г. «Компенсатор реактивной мощности».
2. Патент РФ №42720 7 Н03Н 7/9, 2004 г. «Трехфазный активный электрический фильтр» - прототип.
Claims (1)
- Однофазный активный электрический фильтр, содержащий систему преобразования входной информации, буферный каскад, импульсный усилитель мощности, LC-фильтр, отличающийся тем, что система преобразования входной информации соединена с входом синхронизованной с сетью системы формирования сигнала ошибки, выход синхронизованной с сетью системы формирования сигнала ошибки соединен с инвертором, выход инвертора соединен с входом широтно-импульсного модулятора (ШИМ), а к выходу ШИМ подключен вход буферного каскада, выходы буферного каскада соединены с входами импульсного усилителя мощности, а к выходу импульсного усилителя мощности подключена входная цепь LC-фильтра, выходы LC-фильтра подсоединены к фазе питающей сети.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104808/09A RU2458381C2 (ru) | 2010-02-11 | 2010-02-11 | Однофазный активный электрический фильтр |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010104808/09A RU2458381C2 (ru) | 2010-02-11 | 2010-02-11 | Однофазный активный электрический фильтр |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010104808A RU2010104808A (ru) | 2011-08-20 |
| RU2458381C2 true RU2458381C2 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=44755448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010104808/09A RU2458381C2 (ru) | 2010-02-11 | 2010-02-11 | Однофазный активный электрический фильтр |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2458381C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2634187C2 (ru) * | 2016-02-29 | 2017-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского | Активный электрический фильтр |
| RU2670961C2 (ru) * | 2015-02-10 | 2018-10-26 | Денис Валерьевич Бортник | Однофазный активный фильтр |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187873C1 (ru) * | 2001-04-16 | 2002-08-20 | Тульский государственный университет | Компенсатор реактивной мощности |
| RU42720U1 (ru) * | 2004-08-12 | 2004-12-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Трехфазный активный электрический фильтр |
-
2010
- 2010-02-11 RU RU2010104808/09A patent/RU2458381C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187873C1 (ru) * | 2001-04-16 | 2002-08-20 | Тульский государственный университет | Компенсатор реактивной мощности |
| RU42720U1 (ru) * | 2004-08-12 | 2004-12-10 | Иркутская государственная сельскохозяйственная академия Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | Трехфазный активный электрический фильтр |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670961C2 (ru) * | 2015-02-10 | 2018-10-26 | Денис Валерьевич Бортник | Однофазный активный фильтр |
| RU2670961C9 (ru) * | 2015-02-10 | 2018-11-21 | Денис Валерьевич Бортник | Однофазный активный фильтр |
| RU2634187C2 (ru) * | 2016-02-29 | 2017-10-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего образования Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского | Активный электрический фильтр |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010104808A (ru) | 2011-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Arya et al. | Power quality improvement in isolated distributed power generating system using DSTATCOM | |
| Monfared et al. | Direct active and reactive power control of single-phase grid-tie converters | |
| WO2018058603A1 (zh) | 一种三相变流器及其控制方法 | |
| US20120281442A1 (en) | System and method for offsetting the input voltage unbalance in multilevel inverters or the like | |
| CA2905684A1 (en) | Resonance suppression device | |
| CN103490653B (zh) | 光伏并网电流和直流电压二次纹波抑制控制系统及控制方法 | |
| CN110429603B (zh) | 六开关七电平有源电力滤波器及补偿方法 | |
| Maklakov et al. | EMC evaluation of three level NPC converter based on space vector PWM | |
| KR101562848B1 (ko) | 능동댐핑기반 반복제어기법을 이용한 무정전전원장치 제어 방법 | |
| Kim et al. | Improvement of grid-connected inverter systems with PR controllers under the unbalanced and distorted grid voltage | |
| CN112636348B (zh) | 一种模块化三相电流型并网逆变器控制方法 | |
| Lee et al. | Performance improvement of grid-connected inverter systems under unbalanced and distorted grid voltage by using a PR controller | |
| Cossoli et al. | Proportional-resonant controller and LCL filter design for single-phase grid-connected PV micro-inverters | |
| RU186406U1 (ru) | Устройство автоматической компенсации реактивной мощности | |
| Ahmad et al. | Performance analysis of a transformerless solar inverter with modified PWM | |
| Hu et al. | Predictive current control of grid-connected voltage source converters during network unbalance | |
| RU2458381C2 (ru) | Однофазный активный электрический фильтр | |
| Yanfeng et al. | The comparative analysis of PI controller with PR controller for the single-phase 4-quadrant rectifier | |
| Kikuchi et al. | Deadbeat control for Multi-level Inverter using 1MHz Multisampling Method for Utility Interactive System | |
| Vu et al. | A new adaptive dead-time compensation for single-phase grid-connected PV inverter | |
| RU2413350C1 (ru) | Способ компенсации высших гармоник и коррекции коэффициента мощности сети | |
| Wang et al. | Control strategy of solid state power electronic transformer under voltage disturbance conditions | |
| TWI488415B (zh) | Three - phase feedforward inductor current control device and its control method | |
| RU154184U1 (ru) | Активный фильтр высших гармоник с возможностью компенсации реактивной мощности | |
| Petrella et al. | DC bus voltage equalization in single-phase split-capacitor three-level neutral-point-clamped half-bridge inverters for PV applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130822 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150212 |