一種基于pid神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及交流有源濾波器專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域；特別是涉及基于PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，如今各種負(fù)載大部分都是非線性負(fù)載，如，在化工、冶金、鋼鐵、煤礦和交通等部門大量使用各種蒸餾設(shè)備、變頻器、電弧爐等，以及，照明電器、娛樂設(shè)施、UPS、電腦、電梯、空調(diào)、復(fù)印機(jī)等等，這些非線性負(fù)載都會產(chǎn)生大量的諧波電流并注入到電網(wǎng)中，使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生畸變，這種“諧波污染”會對電網(wǎng)和用戶帶來越來越多的影響和危害。這些非線性負(fù)載的增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電網(wǎng)建設(shè)的速度。電能質(zhì)量問題逐步從純無功問題過度到諧波和無功的混合問題。
[0003]19世紀(jì)50年代之前，諧波電流是由電氣化鐵路和工業(yè)的直流調(diào)速傳動裝置所用的，由交流變換為直流電的水銀整流器所產(chǎn)生的。進(jìn)入21世紀(jì)，產(chǎn)生諧波的設(shè)備類型及數(shù)量均已劇增，并將繼續(xù)增長。所以，我們必須很慎重地考慮諧波和它的不良影響，以及如何將不良影響減少到最小。
[0004]傳統(tǒng)的電容補(bǔ)償設(shè)備及濾波設(shè)備，不再適合這些非線性負(fù)載的性質(zhì)變化，使諧波治理的效果不佳，甚至成為諧波沖擊的對象，變?yōu)橄到y(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。行業(yè)內(nèi)迫切需要解決現(xiàn)有的濾波器技術(shù)領(lǐng)域存在的這些技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源濾波器。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種基于PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源濾波器，包括，主電路單元、驅(qū)動電路單元、電源電路單元、CPU控制電路單元和諧波電流檢測電路單元，所述的主電路單元并聯(lián)連接在單相交流電輸入端和輸出端之間，所述的驅(qū)動電路單元與主電路單元電連接，在主電路單元的輸出端與驅(qū)動電路單元之間依次串聯(lián)連接有諧波電流檢測電路單元和CPU控制電路單元，所述的電源電路單元為CPU控制電路單元提供電力。
[0007]所述的主電路單元由兩只受控產(chǎn)生抵消電網(wǎng)變化的單向可控硅KPl和KP2極性相反的并聯(lián)連接后，再并聯(lián)連接在交流電的相線中，向電網(wǎng)中補(bǔ)償與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流；驅(qū)動電路單元采用2只光電耦合器TLP3082完成在不同諧波電流狀態(tài)下，使電阻RlO和電阻Rll的串聯(lián)等效電阻值產(chǎn)生變化，并通過觸發(fā)二極管觸發(fā)雙向可控硅KS導(dǎo)通，雙向可控硅KS的移相觸發(fā)電路由觸發(fā)二極管、電容C4、電阻RlO、電阻Rll和電阻R9構(gòu)成；電源電路單元，由變壓器B1、二極管D5、二極管D6、電解電容C5、電解電容C6及三端穩(wěn)壓器7805構(gòu)成，用來為CPU控制電路單元提供穩(wěn)定的+5V工作電壓；CPU控制電路單元，由CPU控制集成電路主芯片及外圍電路構(gòu)成；諧波電流檢測電路單元，由電容C11、電感L11、電感L12、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、電流互感器LH及電阻R15、電阻R16和電容C3，電容Cl 1、電感Lll和電感L12構(gòu)成高頻諧波濾波器。
[0008]所述的CPU控制電路單元采用集成電路主芯片的型號是80C51系列集成電路；單向可控硅KPl和KP2采用高速度響應(yīng)的IGBT模塊。
[0009]所述的有源濾波器，可以應(yīng)用到三相交流電的每一相上去，組成三相交流電基于PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源濾波器。
[0010]本實用新型的有益效果是，采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PID控制策略相結(jié)合，兼顧傳統(tǒng)PID控制器結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)等優(yōu)點，以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)的能力，不斷優(yōu)化PID控制器的控制參數(shù)，對有源電力濾波器非線性、時變及變參數(shù)等特點，最終能夠獲得一組最優(yōu)的控制參數(shù)來滿足當(dāng)前的工況，仿真結(jié)果表明，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器的響應(yīng)速度更快、控制精度更高，同時使電網(wǎng)電流的諧波畸變率更小，獲得了令人滿意的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型電路組成的方框圖；
[0012]圖2是本實用新型電源單元的電原理圖；
[0013]圖3是本實用新型電路組成的電原理圖；
[0014]圖4是本實用新型主芯片集成電路80C51的管腳圖。
[0015]圖中:
[0016]10、主電路單元20、驅(qū)動電路單元
[0017]30、電源電路單元40、CPU控制電路單元
[0018]50、諧波電流檢測電路單元。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0020]有源電力濾波器(APF:Active Power Filter)以并聯(lián)的方式接入電網(wǎng)，通過實時檢測負(fù)載的諧波和無功分量，采用基于PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變換技術(shù)，將與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流注入供配電系統(tǒng)中，實現(xiàn)抑制諧波、動態(tài)補(bǔ)償無功補(bǔ)償。有源濾波器是一個諧波電流源，他的接入，對系統(tǒng)阻抗不會產(chǎn)生影響，即使供電或用電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和阻抗發(fā)生變化時，該裝置不存在產(chǎn)生諧振的危險，不影響補(bǔ)償性能；同時也不存在超載問題。當(dāng)系統(tǒng)諧波電流增大超過裝置的補(bǔ)償能力時，濾波器仍可發(fā)揮最大補(bǔ)償作用。
[0021]如圖1、圖2所示，本實用新型基于PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的有源濾波器，包括，主電路單元10、驅(qū)動電路單元20、電源電路單元30、CPU控制電路單元40和諧波電流檢測電路單元50，所述的主電路單元10并聯(lián)連接在單相交流電輸入端和輸出端之間，所述的驅(qū)動電路單元20與主電路單元10電連接，在主電路單元10的輸出端與驅(qū)動電路單元20之間依次串聯(lián)連接有諧波電流檢測電路單元50和CPU控制電路單元40，所述的電源電路單元30為CPU控制電路單元提供電力。
[0022]如圖3所示，主電路單元10由兩只受控產(chǎn)生抵消電網(wǎng)變化的單向可控硅KPl和KP2極性相反的并聯(lián)連接后，再并聯(lián)連接在交流電的相線中，向電網(wǎng)中補(bǔ)償與諧波和無功分量大小相等、方向相反的電流；驅(qū)動電路單元20采用2只光電耦合器TLP3082完成在不同諧波電流狀態(tài)下，使電阻RlO和電阻Rl I的串聯(lián)等效電阻值產(chǎn)生變化，并通過觸發(fā)二極管觸發(fā)雙向可控硅KS導(dǎo)通，雙向可控硅KS的移相觸發(fā)電路由觸發(fā)二極管、電容C4、電阻RlO、電阻Rll和電阻R9構(gòu)成；電源電路單元30，由變壓器B1、二極管D5、二極管D6、電解電容C5、電解電容C6及三端穩(wěn)壓器7805構(gòu)成，用來為CPU控制電路單元40提供穩(wěn)定的+5V