一種濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]在此本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)供電領(lǐng)域，主要用于諧波治理與無功補償。
【背景技術(shù)】
[0002]電能作為當(dāng)今社會應(yīng)用最為廣泛的二次能源之一，其用量之大令人咋舌。隨著電能被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，一些電能質(zhì)量問題也相繼出現(xiàn)，其中電網(wǎng)諧波污染問題尤為突出。
[0003]大量非線性負載及電力電子裝置的應(yīng)用，使電力系統(tǒng)的電壓及電流波形嚴重畸變，嚴重威脅到電網(wǎng)的正常運行，甚至造成不可估量個經(jīng)濟損失。
[0004]因此，對電能污染的治理已經(jīng)迫在眉睫。
[0005]當(dāng)前對于諧波治理的方法，主要有無源電力濾波器、有源電力濾波器和混合型有源電力濾波器，其中無源濾波器在當(dāng)前應(yīng)用最廣，這是因為其效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便，但是其缺點也很明顯，容易和系統(tǒng)發(fā)生諧振，從而放大諧波，甚至過載燒毀LC無源濾波裝置。并且其濾波效果受到電網(wǎng)參數(shù)的很大影響；有源電力濾波器是當(dāng)今諧波治理研究的熱點，其補償性能優(yōu)于無源濾波器，但是在我國對于其容量有很大限制。
[0006]專利申請?zhí)柺?01110027339.7的中國專利公開了一種混合電力濾波器，依次串聯(lián)有濾波器、輸出濾波器、耦合變壓器和無源濾波器，耦合變壓器一側(cè)接無源濾波器，另一側(cè)接有源濾波器。其無源濾波器結(jié)構(gòu)是比較常用的LC無源濾波器組，其主要濾除特定次諧波，比如5、7、11次諧波。
[0007]上述公開技術(shù)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高，并且所濾除的諧波次數(shù)只是特定的幾次如5、7、11次，對其他次諧波沒有作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了同時彌補無源濾波器和有源濾波器的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、濾波效果良好的濾波器。
[0009]本發(fā)明由供電電源、有源電力濾波器、單級LC無源濾波器和非線性負載組成，其中供電電源與有源電力濾波器和單級LC無源濾波器并聯(lián)后再與非線性負載連接。
[0010]所述有源電力濾波器由信號檢測與調(diào)理電路、DSP2812運算模塊、IPM驅(qū)動電路和IPM功率模塊組成；信號檢測與調(diào)理電路的輸出連接DSP2812運算模塊的輸入，DSP2812運算模塊的輸出連接IPM驅(qū)動電路的輸入，IPM驅(qū)動電路的輸出連接，IPM功率模塊的輸入。
[0011]所述單級LC無源濾波器由3組電感、電容和電阻構(gòu)成，其中電容并聯(lián)于主回路。
[0012]所述非線性負載為三相不控整流橋的阻感負載。
[0013]本發(fā)明的工作原理:圖1所示，為三相交流電網(wǎng)電壓，是供電系統(tǒng)的電源電壓；為被諧波源污染的三相負載電流，其波形發(fā)生畸變偏離正弦，是需要諧波補償?shù)膶ο?；為單級LC無源濾波器對三相負載電流濾波之后的電流，此時負載電流中的諧波含量由于無源濾波器的作用大大減少；為三相補償電流，是有源濾波器的交流側(cè)輸出電流，其波形與諧波電流大小相等、方向相反；為三相電網(wǎng)電流，是負載電流和補償電流之和，經(jīng)過補償后，三相電網(wǎng)電流的波形為正弦波。在此過程中有源電力濾波器起到的作用主要是濾除剩余的少量諧波，同時還能改善無源濾波器的濾波特性，這樣也就消除了波形畸變的負載電流對供電系統(tǒng)的不利影響。
[0014]其中三相補償電流主要是由智能功率模塊IPM產(chǎn)生的，負載電流與補償電流先經(jīng)過信號檢測與調(diào)理電路，然后再通過TMS320F2812強大的計算與處理功能得出六路PffM信號，六路PWM信號分別通過IPM驅(qū)動模塊控制IPM的六個IGBT導(dǎo)通關(guān)斷從而得到與諧波分量大小相等方向相反的補償電流，進而對系統(tǒng)電流進行補償，在此過程中IPM是變流器，既有電網(wǎng)側(cè)三相交流電給直流側(cè)電容充電的整流作用，又有經(jīng)直流側(cè)逆變生成補償電流的逆變作用。
[0015]本發(fā)明LC無源濾波器主要起到諧波和無功補償?shù)淖饔?；而有源電力濾波器所補償?shù)膶ο笫菬o源濾波器濾除之后的系統(tǒng)電流，這時系統(tǒng)電流中的諧波含量大大減少，因此，對有源電力濾波器的容量要求不高，并且有源濾波器還能對LC無源濾波器的濾波特性起到改善作用，克服其易受電網(wǎng)阻抗影響和易與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振的缺點。
[0016]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，不易受電網(wǎng)阻抗干擾，而且可以降低對有源濾波器容量的要求，并且具有良好的濾波效果，初始負載電流諧波含量為23.5%，經(jīng)過單級LC無源濾波器之后降為9.0%，再經(jīng)過有源濾波器濾波之后降為5.9% (此數(shù)據(jù)為實驗室實驗數(shù)據(jù))。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0018]圖1所示，本發(fā)明由供電電源、有源電力濾波器、單級LC無源濾波器和非線性負載組成，其中供電電源與有源電力濾波器和單級LC無源濾波器并聯(lián)后再與非線性負載連接。
[0019]所述有源電力濾波器由信號檢測與調(diào)理電路、DSP2812運算模塊、IPM驅(qū)動電路和IPM功率模塊組成；信號檢測與調(diào)理電路的輸出連接DSP2812運算模塊的輸入，DSP2812運算模塊的輸出連接IPM驅(qū)動電路的輸入，IPM驅(qū)動電路的輸出連接IPM功率模塊的輸入。
[0020]所述單級LC無源濾波器由3組電感、電容和電阻構(gòu)成，其中3組電感串聯(lián)在主回路中，一端與負載側(cè)相接，另一側(cè)與有源濾波器的信號檢測與調(diào)理電路相接，電容和電阻并聯(lián)后與主回路并聯(lián)。
[0021]本發(fā)明中IPM功率模塊采用的是由三菱公司制造的，型號為PM25RSK120。
【主權(quán)項】
1.一種濾波器，其特征是由供電電源、有源電力濾波器、單級LC無源濾波器和非線性負載組成，其中供電電源與有源電力濾波器和單級LC無源濾波器并聯(lián)后與非線性負載串聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾波器，其特征是所述有源電力濾波器由信號檢測與調(diào)理電路、DSP2812運算模塊、IPM驅(qū)動電路和IPM功率模塊組成；信號檢測與調(diào)理電路的輸出連接DSP2812運算模塊的輸入，DSP2812運算模塊的輸出連接IPM驅(qū)動電路的輸入，IPM驅(qū)動電路的輸出連接IPM功率模塊的輸入。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾波器，其特征是所述單級LC無源濾波器由3組電感、電容和電阻構(gòu)成，其中3組電感串聯(lián)在主回路中，一端與負載側(cè)相接，另一側(cè)與有源濾波器的信號檢測與調(diào)理電路相接，電容和電阻并聯(lián)后與主回路并聯(lián)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾波器，其特征是所述非線性負荷的諧波源包括諧波電壓源、諧波電流源和混合諧波源。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種濾波器，其特征是所述單級LC無源濾波器對三相負載電流濾波之后的電流，負載電流中的諧波含量因無源濾波器的作用而減少；有源濾波器的交流偵_出的三相電流，其波形與諧波電流大小相等、方向相反；三相電網(wǎng)電流是負載電流和補償電流之和，經(jīng)過補償后，三相電網(wǎng)電流的波形為正弦波。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種濾波器，其特征是所述有源電力濾波器濾除剩余的少量諧波，同事改善無源濾波器的濾波特性，消除波形畸變的負載電流對供電系統(tǒng)的不利影響。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種濾波器，其特征是三相補償電流由智能功率模塊IPM產(chǎn)生的，負載電流與補償電流先經(jīng)過信號檢測與調(diào)理電路，然后再通過TM320F2812計算與處理得出六路PWM信號，六路PWM信號分別通過IPM驅(qū)動模塊控制IPM功率模塊的六個絕緣柵雙極型晶體管導(dǎo)通關(guān)斷，得到與諧波分量大小相等方向相反的補償電流，進而對系統(tǒng)電流進行補償。
【專利摘要】一種濾波器，其特征是由供電電源、有源電力濾波器、單級LC無源濾波器和非線性負載組成，其中供電電源與有源電力濾波器和單級LC無源濾波器并聯(lián)后與非線性負載串聯(lián)。其中LC無源濾波器主要起到諧波和無功補償?shù)淖饔?；而有源電力濾波器所補償?shù)膶ο笫菬o源濾波器濾除之后的系統(tǒng)電流，這時系統(tǒng)電流中的諧波含量大大減少，因此，對有源電力濾波器的容量要求不高，并且有源濾波器還能對LC無源濾波器的濾波特性起到改善作用，克服其易受電網(wǎng)阻抗影響和易與電網(wǎng)阻抗發(fā)生諧振的缺點。本發(fā)明不易受電網(wǎng)阻抗干擾，結(jié)構(gòu)簡單，且對有源濾波器容量要求很小的混合型有源濾波器。
【IPC分類】H02J3/18, H02J3/01
【公開號】CN105006824
【申請?zhí)枴緾N201410157045
【發(fā)明人】吳健輝
【申請人】吳健輝
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2014年4月19日