新型有源電力濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電力濾波器，具體涉及一種新型有源電力濾波器，其是一種無(wú)需負(fù)載電流檢測(cè)電路，且DSP控制器無(wú)需精確計(jì)算出補(bǔ)償量的三相有源電力濾波器，屬于電力濾波技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，對(duì)于電網(wǎng)電能質(zhì)量的要求日益提高，有源電力濾波器已成為提尚電能質(zhì)量、治理電網(wǎng)諧波的關(guān)鍵性技術(shù)。為進(jìn)一步提尚有源電力濾波器的性能，尋找更為簡(jiǎn)化可行的檢測(cè)控制環(huán)節(jié)，逐漸成為有源電力濾波器研宄的熱點(diǎn)。
[0003]目前，常用的有源電力濾波器諧波檢測(cè)環(huán)節(jié)，均需要負(fù)載電流檢測(cè)電路，并且還需DSP控制器精確地計(jì)算出補(bǔ)償量。這不僅會(huì)使用較多的電流傳感器以及前端電路，使得產(chǎn)品成本大大增加；并且還需DSP控制器進(jìn)行復(fù)雜繁瑣的諧波電流計(jì)算處理，導(dǎo)致計(jì)算誤差大、延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、實(shí)時(shí)性差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]在下文中給出了關(guān)于本實(shí)用新型的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本實(shí)用新型的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本實(shí)用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實(shí)用新型的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本實(shí)用新型的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0005]鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種新型有源電力濾波器，以至少解決現(xiàn)有的有源電力濾波器成本高、計(jì)算誤差大、延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢和實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種新型有源電力濾波器，該有源電力濾波器包括檢測(cè)控制模塊、驅(qū)動(dòng)模塊和有源電力濾波器主電路；其中，所述的檢測(cè)控制模塊的輸出端連接驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊輸出端與有源電力濾波器主電路相連，有源電力濾波器主電路輸出端通過(guò)連接電抗器并聯(lián)連接到三相電網(wǎng)，產(chǎn)生補(bǔ)償電流以消除電網(wǎng)中諧波，負(fù)載和三相電網(wǎng)建立連接。
[0007]檢測(cè)控制模塊，通過(guò)對(duì)有源電力濾波器直流側(cè)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，將直流側(cè)電容電壓值與給定值的差值，經(jīng)過(guò)PI調(diào)節(jié)后，與源電壓相位信號(hào)相乘，得到源電流設(shè)定值，檢測(cè)電源電流后與上述設(shè)定值的差值，經(jīng)過(guò)滯環(huán)比較單元，得到脈沖信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)主電路開(kāi)關(guān)管；有源電力濾波器主電路，產(chǎn)生補(bǔ)償電流，注入至電網(wǎng)中以消除諧波。
[0008]進(jìn)一步地:所述的檢測(cè)控制模塊包括過(guò)零檢測(cè)電路、源電流檢測(cè)模塊、DSP控制器和直流側(cè)電壓檢測(cè)電路，源電流檢測(cè)模塊包括電流傳感器和電流調(diào)理電路，直流側(cè)電壓檢測(cè)電路包括電壓傳感器和電壓調(diào)理電路；
[0009]三相電網(wǎng)通過(guò)過(guò)零檢測(cè)電路連接到DSP控制器；有源電力濾波器主電路依次通過(guò)電壓傳感器和電壓調(diào)理電路連接到DSP控制器；三相電網(wǎng)依次通過(guò)電流傳感器和電流調(diào)理電路連接到DSP控制器，DSP控制器包括滯環(huán)比較單元。
[0010]利用電壓傳感器和電流傳感器檢測(cè)有源電力濾波器主電路直流側(cè)電壓和源側(cè)電流，再分別通過(guò)電壓調(diào)理電路和電流調(diào)理電路后進(jìn)入DSP控制器；源側(cè)電壓，通過(guò)過(guò)零檢測(cè)電路后進(jìn)入DSP控制器進(jìn)行軟件鎖相；結(jié)合直流側(cè)電壓給定值，DSP控制器計(jì)算出源電流設(shè)定值，與源電流做差，經(jīng)過(guò)滯環(huán)比較單元，使DSP控制器最終產(chǎn)生PWM信號(hào)；通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊控制有源電力濾波器主電路的開(kāi)關(guān)管的通斷，有源電力濾波器主電路輸出端通過(guò)連接電抗器并聯(lián)連接到三相電網(wǎng)，產(chǎn)生補(bǔ)償電流以消除電網(wǎng)中諧波，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型有源電力濾波器的電壓電流雙閉環(huán)反饋控制。
[0011]進(jìn)一步地:所述的DSP控制器采用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812作為主控芯片。
[0012]進(jìn)一步地:所述的有源電力濾波器主電路的開(kāi)關(guān)器件選用型號(hào)為IRFP460的MOSFETo
[0013]進(jìn)一步地:所述的電壓傳感器采用宇波模塊CHV-25P霍爾電壓傳感器；所述的電流傳感器采用宇波模塊CHB-25NP霍爾電流傳感器。
[0014]進(jìn)一步地:所述的驅(qū)動(dòng)模塊采用日本TOSHIBA公司生產(chǎn)的TLP250隔離驅(qū)動(dòng)芯片。
[0015]本實(shí)用新型提出的新型有源電力濾波器所達(dá)到的效果為:該裝置無(wú)需檢測(cè)負(fù)載電流，這將省去一組電流傳感器及其前端電路，節(jié)省產(chǎn)品成本；而且DSP控制器也無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜繁瑣的矩陣運(yùn)算，計(jì)算誤差小且更易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，也可以采用純模擬電路實(shí)現(xiàn)；控制器中無(wú)低通濾波環(huán)節(jié)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性更好。本實(shí)用新型對(duì)于三相三線制及三相四線制系統(tǒng)均適用。本實(shí)用新型的有源電力濾波器成本更低、實(shí)時(shí)性好、更易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)、諧波抑制能力更強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的新型有源電力濾波器的系統(tǒng)原理框圖；
[0017]圖中:1_檢測(cè)控制模塊；2_有源電力濾波器主電路；3_過(guò)零檢測(cè)電路；4_驅(qū)動(dòng)模塊；5_滯環(huán)比較單元；6_源電流檢測(cè)模塊；7_連接電抗器；8-DSP控制器；9_直流側(cè)電壓檢測(cè)電路；10_電壓傳感器；11_電流傳感器；12_電壓調(diào)理電路；13_電流調(diào)理電路。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在下文中將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，在說(shuō)明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開(kāi)發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過(guò)程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開(kāi)發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對(duì)得益于本實(shí)用新型公開(kāi)內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，這種開(kāi)發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0019]在此，還需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本實(shí)用新型，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本實(shí)用新型的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本實(shí)用新型關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了新型有源電力濾波器，包括檢測(cè)控制模塊1、驅(qū)動(dòng)模塊4和有源電力濾波器主電路2 ;其中，所述的檢測(cè)控制模塊I的輸出端連接驅(qū)動(dòng)模塊4，驅(qū)動(dòng)模塊4輸出端與有源電力濾波器主電路2相連，有源電力濾波器主電路2輸出端通過(guò)連接電抗器7并聯(lián)連接到三相電網(wǎng)，產(chǎn)生補(bǔ)償電流以消除電網(wǎng)中諧波，負(fù)載和三相電網(wǎng)建立連接。
[0021]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的檢測(cè)控制模塊I包括過(guò)零檢測(cè)電路3、源電流檢測(cè)模塊6、DSP控制器8和直流側(cè)電壓檢測(cè)電路9，源電流檢測(cè)模塊6包括電流傳感器11和電流調(diào)理電路13，直流側(cè)電壓檢測(cè)電路9包括電壓傳感器10和電壓調(diào)理電路12 ;三相電網(wǎng)通過(guò)過(guò)零檢測(cè)電路3連接到DSP控制器8 ;有源電力濾波器主電路2依次通過(guò)電壓傳感器10和電壓調(diào)理電路12連接到DSP控制器8 ;三相電網(wǎng)依次通過(guò)電流傳感器11和電流調(diào)理電路13連接到DSP控制器8，DSP控制器8包括滯環(huán)比較單元5。
[0022]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的DSP控制器采用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812作為主控芯片。
[0023]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的有源電力濾波器主電路2的開(kāi)關(guān)器件選用型號(hào)為IRFP460的MOSFET。
[0024]此外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的連接電抗器7由參數(shù)相同的電感La、Lb、Lc組成。
[0025]另外，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的電壓傳感器10采用宇波模塊CHV-25P霍爾電壓傳感器；所述的電流傳感器11采用宇波模塊CHB-25NP霍爾電流傳感器。
[0026]再者，根據(jù)一種實(shí)現(xiàn)方式，如圖1所示，所述的驅(qū)動(dòng)模塊4采用日本TOSHIBA公司生產(chǎn)的TLP250隔離驅(qū)動(dòng)芯片。
[0027]通過(guò)以上描述可知，上述根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的新型有源電力濾波器，利用電壓傳感器10和電流傳感器11檢測(cè)有源電力濾波器主電路2直流側(cè)電壓和源側(cè)電流，再分別通過(guò)電壓調(diào)理電路12和電流調(diào)理電路13后進(jìn)入DSP控制器8 ;三相電網(wǎng)電壓，通過(guò)過(guò)零檢測(cè)電路3后進(jìn)入DSP控制器8進(jìn)行軟件鎖相；結(jié)合直流側(cè)電壓給定值，DSP控制器8計(jì)算出源電流設(shè)定值，與源電流做差，經(jīng)過(guò)滯環(huán)比較單元5，使DSP控制器8最終產(chǎn)生PWM信號(hào)；通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊4控制有源電力濾波器主電路2的開(kāi)關(guān)管的通斷，有源電力濾波器主電路2輸出端通過(guò)連接電抗器7并聯(lián)連接到三相電網(wǎng)，產(chǎn)生補(bǔ)償電流以消除電網(wǎng)中諧波，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型有源電力濾波器的電壓電流雙閉環(huán)反饋控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.新型有源電力濾波器，其特征在于:包括檢測(cè)控制模塊(I)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)和有源電力濾波器主電路(2);其中，所述的檢測(cè)控制模塊(I)的輸出端連接驅(qū)動(dòng)模塊(4)，驅(qū)動(dòng)模塊(4)輸出端與有源電力濾波器主電路(2)相連，有源電力濾波器主電路(2)輸出端通過(guò)連接電抗器(7)并聯(lián)連接到三相電網(wǎng)，負(fù)載和三相電網(wǎng)建立連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型有源電力濾波器，其特征在于:所述的檢測(cè)控制模塊(I)包括過(guò)零檢測(cè)電路(3)、源電流檢測(cè)模塊(6)、DSP控制器(8)和直流側(cè)電壓檢測(cè)電路(9)，源電流檢測(cè)模塊(6)包括電流傳感器(11)和電流調(diào)理電路(13)，直流側(cè)電壓檢測(cè)電路(9)包括電壓傳感器(10)和電壓調(diào)理電路(12); 三相電網(wǎng)電壓經(jīng)過(guò)過(guò)零檢測(cè)電路(3)連接到DSP控制器(8);有源電力濾波器主電路(2)依次通過(guò)電壓傳感器(10)和電壓調(diào)理電路(12)連接到DSP控制器(8);三相電網(wǎng)依次通過(guò)電流傳感器(11)和電流調(diào)理電路(13)連接到DSP控制器(8)，DSP控制器(8)包括滯環(huán)比較單元(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型有源電力濾波器，其特征在于:所述的DSP控制器采用TI公司生產(chǎn)的TMS320F2812作為主控芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型有源電力濾波器，其特征在于:所述的有源電力濾波器主電路(2)的開(kāi)關(guān)器件選用型號(hào)為IRFP460的MOSFET。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型有源電力濾波器，其特征在于:所述的電壓傳感器(10)采用宇波模塊CHV-25P霍爾電壓傳感器；電流傳感器(11)采用宇波模塊CHB-25NP霍爾電流傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型有源電力濾波器，其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)模塊(4)采用日本TOSHIBA公司生產(chǎn)的TLP250隔離驅(qū)動(dòng)芯片。
【專利摘要】新型有源電力濾波器，屬于電力濾波技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有的有源電力濾波器成本高、計(jì)算誤差大、延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)，系統(tǒng)響應(yīng)速度慢和實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題。本實(shí)用新型包括檢測(cè)控制模塊(1)、驅(qū)動(dòng)模塊(4)和有源電力濾波器主電路(2)；其中，所述的檢測(cè)控制模塊(1)的輸出端連接驅(qū)動(dòng)模塊(4)，驅(qū)動(dòng)模塊(4)輸出端與有源電力濾波器主電路(2)相連，有源電力濾波器主電路(2)輸出端通過(guò)連接電抗器(7)并聯(lián)連接到三相電網(wǎng)。本實(shí)用新型的有源電力濾波器成本更低、實(shí)時(shí)性好、更易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)、諧波抑制能力更強(qiáng)。
【IPC分類】H02J3-01
【公開(kāi)號(hào)】CN204441892
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520207464
【發(fā)明人】李文娟, 閆琦
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日