本實(shí)用新型涉及技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有源濾波器。

背景技術(shù)：

近半個(gè)世紀(jì)以來，隨著電力電子設(shè)備的推廣應(yīng)用，非線性負(fù)荷的迅速增加(例如電氣機(jī)車、工業(yè)電爐、變頻調(diào)速的傳動(dòng)裝置等的應(yīng)用)，電力系統(tǒng)諧波污染問題日趨嚴(yán)重，并因此受到人們普遍的關(guān)注和重視。減小諧波影響可以從兩方面入手：一是從諧波源出發(fā)，減少諧波的產(chǎn)生；二是安裝濾波裝置。

常見的濾波器包括無源濾波器、有源濾波器以及混合濾波器。無源濾波器(PF:Passive Filter)也稱為LC濾波器，是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當(dāng)組合而成的濾波裝置。無源濾波器的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長的歷史，其設(shè)計(jì)方法穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡單，但其濾波效果依賴于系統(tǒng)阻抗特性，并容易受溫度漂移、電網(wǎng)諧波污染程度、濾波電容老化及非線性負(fù)荷的影響。與無源濾波器對(duì)應(yīng)的是有源濾波器(Active Power Filter，APF)，它有著無源濾波器無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此越來越受到人們的關(guān)注。

與無源濾波器相比，有源濾波器是一種主動(dòng)型的補(bǔ)償裝置，具有較好的動(dòng)態(tài)性能。有源電力濾波器是近年來電力電子領(lǐng)域的熱門話題。目前，有源濾波技術(shù)已在日本、美國等少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到應(yīng)用，有工業(yè)裝置投入運(yùn)行；國內(nèi)對(duì)有源電力濾波器的研究尚處于起步階段。

目前能適用于解決三相四線制配電系統(tǒng)電流諧波問題的有源電力濾波器結(jié)構(gòu)主要有中點(diǎn)引出式。中點(diǎn)引出式有源電力濾波器由兩個(gè)電容中點(diǎn)引出中線，中線補(bǔ)償電流要流經(jīng)上下兩個(gè)電容，由于中線補(bǔ)償電流含有大量諧波分量，上下兩電容電壓也必含有大量諧波分量，電容電壓波動(dòng)較為劇烈，對(duì)逆變器的運(yùn)行性能產(chǎn)生不利影響。為抑制電壓波動(dòng)，必然要增大電容容量，為補(bǔ)償中線電流，中點(diǎn)引出式有源電力濾波器的兩個(gè)電容電壓值必然存在差異，上下電容電壓必然不平衡，這也導(dǎo)致逆變器性能的下降。

為此，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)者有鑒于上述缺陷，通過潛心研究和設(shè)計(jì)，綜合長期多年從事相關(guān)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)驗(yàn)和成果，研究設(shè)計(jì)出一種有源濾波器，以克服上述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種有源濾波器，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

為解決上述問題，本實(shí)用新型公開了一種有源濾波器，包括主電路、控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、顯示單元和指示單元，其特征在于：

所述主電路包含第一斷路器、第二斷路器、三個(gè)電流檢測(cè)器、四個(gè)霍爾傳感器和信號(hào)處理單元，第一斷路器的一端與四相中的三相電性連接，其另一端電性連接于三個(gè)電流檢測(cè)器一端，三個(gè)電流檢測(cè)器的另一端電性連接于非線性負(fù)荷，所述非線性負(fù)荷還電性連接于四相中的另一相，第二斷路器的一端電性連接四相中的三相，其另一端電性連接于三個(gè)電阻的一端，三個(gè)電阻的另一端電性連接于三個(gè)交流進(jìn)線電抗組一端，還設(shè)有另一個(gè)交流進(jìn)線電抗組，該另一個(gè)交流進(jìn)線電抗組的一端電性連接在四相中的另一相與非線性負(fù)荷之間，四個(gè)交流進(jìn)線電抗組的另一端電性連接于四個(gè)電流霍爾傳感器的一端，所述三個(gè)電流檢測(cè)器和四個(gè)霍爾傳感器連接于信號(hào)處理單元，所述控制單元連接至驅(qū)動(dòng)單元以控制動(dòng)作，所述顯示單元包含連接至控制單元以顯示電流數(shù)據(jù)和故障代碼的信息，所述指示單元至少包含運(yùn)行指示燈和故障指示燈。

其中：所述信號(hào)處理單元和控制單元之間還設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換單元。

其中：所述驅(qū)動(dòng)單元為采用IPM模塊的IBGT驅(qū)動(dòng)電路。

通過上述結(jié)構(gòu)可知，本實(shí)用新型的有源濾波器具有如下效果：

1、具有自適應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波及變化的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償?shù)膶?duì)象有較快的響應(yīng)；

2、受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振；且可以跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，故補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響。

本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容可通過后述的說明及所附圖而得到。

附圖說明

圖1顯示了本實(shí)用新型的有源濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2顯示了本實(shí)用新型中信號(hào)處理電路的電路圖。

圖3顯示了本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)單元的電路圖。

附圖標(biāo)記：

11、電流檢測(cè)器；12、霍爾傳感器；13、信號(hào)處理單元；14、控制單元；15、驅(qū)動(dòng)單元；16、顯示單元；17、指示單元。

具體實(shí)施方式

參見圖1，顯示了本實(shí)用新型的有源濾波器。

所述有源濾波器包括主電路、控制單元14、驅(qū)動(dòng)單元15、顯示單元16和指示單元17，所述控制單元14連接主電路、控制單元14、驅(qū)動(dòng)單元15、顯示單元16和指示單元17。

其中，所述主電路包含第一斷路器S1、第二斷路器S2、三個(gè)電流檢測(cè)器11、四個(gè)霍爾傳感器12和信號(hào)處理單元13，第一斷路器S1的一端與四相A、B、C、N中的三相A、B、C電性連接，其另一端電性連接于三個(gè)電流檢測(cè)器11一端，三個(gè)電流檢測(cè)器11的另一端電性連接于非線性負(fù)荷，所述非線性負(fù)荷還電性連接于另一相N，第二斷路器S2的一端電性連接四相A、B、C、N中的三相A、B、C，其另一端電性連接于三個(gè)電阻R的一端，繼電器的三個(gè)常開觸點(diǎn)分別并聯(lián)于三個(gè)電阻R，三個(gè)電阻R的另一端電性連接于三個(gè)交流進(jìn)線電抗組L一端。另一個(gè)交流進(jìn)線電抗組的一端電性連接在另一相N與非線性負(fù)荷之間，四個(gè)交流進(jìn)線電抗組L的另一端電性連接于四個(gè)電流霍爾傳感器12的一端，四個(gè)電流霍爾傳感器12的另一端電性連接于每兩個(gè)功率模塊之間。

由此，電流檢測(cè)器11用于檢測(cè)負(fù)載端電流變化電流，霍爾傳感器12為檢側(cè)補(bǔ)償電流用的，用于提供電流跟蹤控制用的電流信號(hào)。

所述三個(gè)電流檢測(cè)器11和四個(gè)霍爾傳感器12連接于信號(hào)處理單元13，信號(hào)處理單元13將處理后的電流信號(hào)發(fā)送給控制單元14，可選的是，所述信號(hào)處理單元13和控制單元14之間還可設(shè)有模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述控制單元14控制驅(qū)動(dòng)單元15進(jìn)行動(dòng)作，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元15為采用IPM模塊的IBGT驅(qū)動(dòng)電路，所述顯示單元16包含連接至控制單元14以顯示電流數(shù)據(jù)和故障代碼的信息，所述指示單元17至少包含運(yùn)行指示燈和故障指示燈，以提供清楚的指示。

所述信號(hào)處理單元13分別通過圖2所示的信號(hào)處理電路分別并列連接上述三個(gè)電流檢測(cè)器11和四個(gè)霍爾傳感器12，參見圖2，顯示了其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，現(xiàn)有技術(shù)中能完成相應(yīng)任務(wù)和工作的都能應(yīng)用，信號(hào)處理電路包括電阻R5a5、R5a7、R5a8、R5a9、R5a10、R5a11；比較器A5aB(在本實(shí)施方式中選TL082元器件)；二極管D5a；穩(wěn)壓二極管Vd5a1；電容C5a2，電阻R5a7的一端接電源(在本實(shí)施方式中接+15V)，電阻R5a7的另一端經(jīng)由電阻R5a9電性接地，電阻R5a5的一端連接于電阻R5a9與電阻R5a7之間，電阻R5a5的另一端連接于比較器A5aB的反相端。比較器A5aB的同相端經(jīng)由電阻R5a8連接于負(fù)載端電流檢測(cè)器LCA、LCB、LCC以及電流霍爾傳感器FCA、FCB、FCC、FCN中的任意一者，比較器A5aB的輸出端依次經(jīng)由二極管D5a、電阻R5a10、電阻R5a11而連接于DSP2812芯片的ADC輸入端(具有八個(gè)端口ADCINA0～7)。穩(wěn)壓二極管Vd5a1的陽極接地，穩(wěn)壓二極管Vd5a1的陰極連接于電阻R5a10與電阻R5a11之間，電容C5a2并聯(lián)于穩(wěn)壓二極管Vd5a1。

參見圖3，顯示了其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，現(xiàn)有技術(shù)中能完成相應(yīng)任務(wù)和工作的都能應(yīng)用，本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)單元15在本實(shí)施方式中為IBGT驅(qū)動(dòng)電路，其采用IPM模塊，IGBT驅(qū)動(dòng)電路將控制單元14發(fā)出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦鱾€(gè)橋臂的IGBT驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保證IPM模塊能正常工作。驅(qū)動(dòng)電路25包括驅(qū)動(dòng)芯片(在本實(shí)施方式中為SG3525)；電阻R12、R13、R14、R15、R16；電容C11、C12；電解電容E14、E15、E16、E17、E18；二極管D6、D7、D8；三極管Q2。

綜上所述，本實(shí)用新型的有益效果如下：

(1)具有自適應(yīng)功能，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，可對(duì)頻率和大小都變化的諧波及變化的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)補(bǔ)償?shù)膶?duì)象有極快的響應(yīng)；

(2)受電網(wǎng)阻抗的影響不大，不容易和電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振；且可以跟蹤電網(wǎng)頻率的變化，故補(bǔ)償性能不受電網(wǎng)頻率變化的影響；

顯而易見的是，以上的描述和記載僅僅是舉例而不是為了限制本實(shí)用新型的公開內(nèi)容、應(yīng)用或使用。雖然已經(jīng)在實(shí)施例中描述過并且在附圖中描述了實(shí)施例，但本實(shí)用新型不限制由附圖示例和在實(shí)施例中描述的作為目前認(rèn)為的最佳模式以實(shí)施本實(shí)用新型的教導(dǎo)的特定例子，本實(shí)用新型的范圍將包括落入前面的說明書和所附的權(quán)利要求的任何實(shí)施例。