專利名稱：有源濾波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種濾波裝置，尤其是一種有源濾波裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，市場上的諧波冶理裝置大多為無源濾波裝置。無源濾波裝置存在以下缺點容易 與電網(wǎng)發(fā)生并聯(lián)諧諧振，嚴重影響電網(wǎng)的安全運行，二是裝置的工作效率不高，僅能濾除大 部分諧波，不能提供高質(zhì)量的諧波冶理效果，三是濾波電容容易衰減，導(dǎo)致濾波支路失諧， 失去濾波的作用。四是壽命不長，最好的無源濾波壽命是4年多，裝置報廢后，電容會污染 環(huán)境。五是無源濾波在功率因數(shù)高的場合不能用，由于濾波的同時，必須補償無功，這就導(dǎo) 致了無源濾波應(yīng)用的局限性。六是無源濾波只能濾除固定次數(shù)的諧波，若電網(wǎng)中含有的諧波 次數(shù)多，增加支路的路數(shù)會很多，導(dǎo)致成本過高。七是無源濾波不能動態(tài)的消除諧波，不能 很好的平衡無功。八是無源濾波受溫度的影響很大，影響裝置的濾波效果。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有源濾波裝置。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案-
一種有源濾波裝置，其包括電源電路、測量電路、控制電路和逆變電路，電源電路分 別與測量電路、控制電路和電網(wǎng)連接，測量電路與控制電路連接，控制電路與逆變電路連接， 逆變電路上分別并聯(lián)有高通濾波器、涌流接觸器和防涌流電阻。
所述逆變電路為三相六橋臂自換相橋式電路，直流電容為其提供一個直流的電壓，做為 逆變電源，三相六橋臂自換相橋式電路通過平波電抗器接入電網(wǎng)。
所述逆變電路中的IGBT模塊可由IGCT模塊或IPM模塊或GTO模塊替換。 所述控制電路結(jié)構(gòu)采用的是TMS320F2812 + CPLD組合或由TMS320F2812芯片和 F2407芯片的組合。
所述測量電路和控制電路中的處理器均為數(shù)字信號處理器DSP。
所述的電源電路專為測量電路和控制電路供電，電源電路的高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，低壓側(cè) 分別與控制電路和測量電路連接。
所述控制電路和逆變電路采用光纖觸發(fā)連接。
所述防涌流電阻與涌流接觸器并聯(lián)連接后再與逆變電路的電抗器連接。 測量電路通過電壓互感器PT1采集電網(wǎng)的運行參數(shù)，傳輸給控制部分，測量電路還通過 電壓互感器PT2采集直流電容兩端的電壓，判斷直流電容兩端的電壓情況，提高逆變器的電源質(zhì)量。
防涌流接觸器主要是保護直流電容和IGBT,提高了裝置的壽命。 本實用新型中的測量電路通過PT測量系統(tǒng)中的諧波含量，經(jīng)過了傅立葉分析后，
把數(shù)據(jù)提供給控制電路，控制電路根據(jù)測量電路提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確觸發(fā)逆變器，產(chǎn)生和
系統(tǒng)中大小相等，方向相反的諧波，通過電抗器注入到系統(tǒng)中。
防涌流電阻的作用主要是，裝置啟動前先為直流電容充電，保護電壓對直流電容的
沖擊，裝置的高通濾波器主要是用來吸收系統(tǒng)中的高次諧波，保護系統(tǒng)電壓對逆變器的沖擊。
控制電路和測量電路中的核心都是快速的數(shù)字信號處理器DSP，能快速準(zhǔn)確地檢測 系統(tǒng)中的各次諧波含量，提供給控制電路?？刂齐娐芬罁?jù)檢測數(shù)據(jù)，依據(jù)高效的算法， 控制逆變器。其性能如下所述
1動態(tài)補償電網(wǎng)無功功率，暫態(tài)響應(yīng)時間小于lms;
2動態(tài)補償2——60次諧波；
3可以瞬間提供一定有功功率，補償電網(wǎng)電壓跌落和閃變； 4補償三相不平衡；
5并網(wǎng)后可以自動運行，不需要人員操作； 6中文圖形液晶顯示，人機界面清晰友好；
7具有完善的自診斷和監(jiān)視功能，對故障可具體定位，方便調(diào)試。

圖l是本實用新型電路原理圖； 圖2是逆變電路原理圖3是本實用新型的工作原理圖。 其中l(wèi).逆變電路，2.為IGBT模塊。
具體實施方式

如圖l，圖2所示 一種有源濾波裝置，其包括電源電路、測量電路、控制電路和逆變 電路，電源電路分別與測量電路、控制電路和電網(wǎng)連接，測量電路與控制電路連接，控制 電路與逆變電路連接，逆變電路上分別并聯(lián)有高通濾波器、涌流接觸器和防涌流電阻。高 通濾波器與逆變電路部分并聯(lián)，主要濾除電網(wǎng)中的高次諧波，提高了逆變器的容量。
所述逆變電路為三相六橋臂自換相橋式電路，直流電容為其提供一個直流的電壓，做為 逆變電源，三相六橋臂自換相橋式電路通過平波電抗器接入電網(wǎng)。
所述逆變電路中的IGBT模塊可由IGCT模塊或IPM模塊或GTO模塊替換。 所述控制電路結(jié)構(gòu)采用的是TMS320F2812 + CPLD組合或由TMS320F2812芯片和F2407芯片的組合。
所述測量電路和控制電路中的處理器均為數(shù)字信號處理器DSP。
所述的電源電路專為測量電路和控制電路供電，電源電路的高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，低壓側(cè) 分別與控制電路和測量電路連接。所述控制電路和逆變電路采用光纖觸發(fā)連接。 所述防涌流電阻與涌流接觸器并聯(lián)連接后再與逆變電路的電抗器連接。 測量電路通過電壓互感器PT1采集電網(wǎng)的運行參數(shù)，傳輸給控制部分，測量電路還通過 電壓互感器PT2采集直流電容兩端的電壓，判斷直流電容兩端的電壓情況，提高逆變器的電 源質(zhì)量。
防涌流接觸器主要是保護直流電容和IGBT,提高了裝置的壽命。
控制電路結(jié)構(gòu)采用了 DSP+CPLD的結(jié)構(gòu)，能高速處理數(shù)據(jù)，這種電路結(jié)構(gòu)也可采用 DSP+DSP的模式實現(xiàn)。
本實用新型中的測量電路通過PT測量系統(tǒng)中的諧波含量，經(jīng)過了傅立葉分析后， 把數(shù)據(jù)提供給控制電路，控制電路根據(jù)測量電路提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確觸發(fā)逆變器，產(chǎn)生和 系統(tǒng)中大小相等，方向相反的諧波，通過電抗器注入到系統(tǒng)中。
防涌流電阻的作用主要是，裝置啟動前先為直流電容充電，保護電壓對直流電容的 沖擊，裝置的高通濾波器主要是用來吸收系統(tǒng)中的高次諧波，保護系統(tǒng)電壓對逆變器的 沖擊。
控制電路和測量電路中的核心都是快速的數(shù)字信號處理器DSP，能快速準(zhǔn)確地檢測 系統(tǒng)中的各次諧波含量，提供給控制電路?？刂齐娐芬罁?jù)檢測數(shù)據(jù)，依據(jù)高效的算法， 控制逆變器。
如圖3所示設(shè)備投入運行的過程，先手動合上空氣開關(guān)，給控制系統(tǒng)供電并合上設(shè)備的 開機旋鈕后，首先接觸器J1閉合，通過防涌流電阻對直流電容器預(yù)充電。充電完畢后，閉合 接觸器J2閉合將防涌流電阻短接，然后設(shè)備開始運行。設(shè)備退出運行時，先封鎖對逆變器的 驅(qū)動信號，然后控制接觸器J1和J2依次斷開。設(shè)備的控制系統(tǒng)首先通過測量電路獲得接入 點電壓、負荷電流、設(shè)備輸出電流、補償后的系統(tǒng)電流、直流電容器電壓等信號，利用測量 所得信號檢出負荷電流的各次諧波分量和不平衡分量，考慮到控制必然存在誤差，為了提高 補償?shù)男Ч?，再檢出補償后系統(tǒng)電流中的各次諧波分量和不平衡分量，與負荷的各次諧波分 量不平衡分量疊加，這就是設(shè)備的輸出電流參考信號，進而控制系統(tǒng)的數(shù)字信號處理器根據(jù) 電流參考信號計算得出對逆變器的P觀控制脈沖，并通過控制電路驅(qū)動逆變橋的電子開關(guān)器 件(IGBT)，從而輸出相應(yīng)的各次諧波分量和不平衡分量，實現(xiàn)補償功能。
權(quán)利要求1.一種有源濾波裝置，其特征在于其包括電源電路、測量電路、控制電路和逆變電路，電源電路分別與測量電路、控制電路和電網(wǎng)連接，測量電路與控制電路連接，控制電路與逆變電路連接，逆變電路上分別并聯(lián)有高通濾波器、涌流接觸器和防涌流電阻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波裝置，其特征在于所述逆變電路為三相六橋臂自換 相橋式電路，直流電容為其提供一個直流的電壓，做為逆變電源，三相六橋臂自換相橋式電 路通過平波電抗器接入電網(wǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波裝置，其特征在于所述逆變電路中的IGBT模塊可 由IGCT模塊或IPM模塊或GT0模塊替換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波裝置，其特征在于所述控制電路結(jié)構(gòu)采用的是 TMS320F2812 + CPLD組合或由TMS320F2812芯片和F2407芯片的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波裝置，其特征在于所述測量電路和控制電路中的處 理器均為數(shù)字信號處理器DSP。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波裝置，其特征在于所述的電源電路專為測量電路和 控制電路供電，電源電路的高壓側(cè)與電網(wǎng)連接，低壓側(cè)分別與控制電路和測量電路連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波裝置，其特征在于所述控制電路和逆變電路采用光纖觸發(fā)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源濾波裝置，其特征在于所述防涌流電阻與涌流接觸器并聯(lián)連接后再與逆變電路的電抗器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種有源濾波裝置，其包括電源電路、測量電路、控制電路和逆變電路，電源電路分別測量與電路、控制電路和電網(wǎng)連接，測量電路與控制電路連接，控制電路與逆變電路連接，逆變電路上分別并聯(lián)有高通濾波器、涌流接觸器和防涌流電阻。本實用新型中的測量電路通過PT測量系統(tǒng)中的諧波含量，經(jīng)過了傅立葉分析后，把數(shù)據(jù)提供給控制電路，控制電路根據(jù)測量電路提供的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確觸發(fā)逆變器，產(chǎn)生和系統(tǒng)中大小相等，方向相反的諧波，通過電抗器注入到系統(tǒng)中。防涌流電阻的作用主要是，裝置啟動前先為直流電容充電，保護電壓對直流電容的沖擊，裝置的高通濾波器主要是用來吸收系統(tǒng)中的高次諧波，保護系統(tǒng)電壓對逆變器的沖擊；裝置能小范圍的補償無功。
文檔編號H02J3/01GK201417950SQ200920026040
公開日2010年3月3日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者孫國棟, 楊東廷 申請人:山東魯電電氣集團有限公司