一种滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]在此本发明属于电力系统供电领域，主要用于谐波治理与无功补偿。
【背景技术】
[0002]电能作为当今社会应用最为广泛的二次能源之一，其用量之大令人咋舌。随着电能被广泛应用于各个领域，一些电能质量问题也相继出现，其中电网谐波污染问题尤为突出。
[0003]大量非线性负载及电力电子装置的应用，使电力系统的电压及电流波形严重畸变，严重威胁到电网的正常运行，甚至造成不可估量个经济损失。
[0004]因此，对电能污染的治理已经迫在眉睫。
[0005]当前对于谐波治理的方法，主要有无源电力滤波器、有源电力滤波器和混合型有源电力滤波器，其中无源滤波器在当前应用最广，这是因为其效率高、成本低、结构简单、维护方便，但是其缺点也很明显，容易和系统发生谐振，从而放大谐波，甚至过载烧毁LC无源滤波装置。并且其滤波效果受到电网参数的很大影响；有源电力滤波器是当今谐波治理研究的热点，其补偿性能优于无源滤波器，但是在我国对于其容量有很大限制。
[0006]专利申请号是201110027339.7的中国专利公开了一种混合电力滤波器，依次串联有滤波器、输出滤波器、耦合变压器和无源滤波器，耦合变压器一侧接无源滤波器，另一侧接有源滤波器。其无源滤波器结构是比较常用的LC无源滤波器组，其主要滤除特定次谐波，比如5、7、11次谐波。
[0007]上述公开技术的结构比较复杂，成本较高，并且所滤除的谐波次数只是特定的几次如5、7、11次，对其他次谐波没有作用。
【发明内容】
[0008]为了同时弥补无源滤波器和有源滤波器的缺陷，本发明旨在提供一种结构简单、成本低、滤波效果良好的滤波器。
[0009]本发明由供电电源、有源电力滤波器、单级LC无源滤波器和非线性负载组成，其中供电电源与有源电力滤波器和单级LC无源滤波器并联后再与非线性负载连接。
[0010]所述有源电力滤波器由信号检测与调理电路、DSP2812运算模块、IPM驱动电路和IPM功率模块组成；信号检测与调理电路的输出连接DSP2812运算模块的输入，DSP2812运算模块的输出连接IPM驱动电路的输入，IPM驱动电路的输出连接，IPM功率模块的输入。
[0011]所述单级LC无源滤波器由3组电感、电容和电阻构成，其中电容并联于主回路。
[0012]所述非线性负载为三相不控整流桥的阻感负载。
[0013]本发明的工作原理:图1所示，为三相交流电网电压，是供电系统的电源电压；为被谐波源污染的三相负载电流，其波形发生畸变偏离正弦，是需要谐波补偿的对象；为单级LC无源滤波器对三相负载电流滤波之后的电流，此时负载电流中的谐波含量由于无源滤波器的作用大大减少；为三相补偿电流，是有源滤波器的交流侧输出电流，其波形与谐波电流大小相等、方向相反；为三相电网电流，是负载电流和补偿电流之和，经过补偿后，三相电网电流的波形为正弦波。在此过程中有源电力滤波器起到的作用主要是滤除剩余的少量谐波，同时还能改善无源滤波器的滤波特性，这样也就消除了波形畸变的负载电流对供电系统的不利影响。
[0014]其中三相补偿电流主要是由智能功率模块IPM产生的，负载电流与补偿电流先经过信号检测与调理电路，然后再通过TMS320F2812强大的计算与处理功能得出六路PffM信号，六路PWM信号分别通过IPM驱动模块控制IPM的六个IGBT导通关断从而得到与谐波分量大小相等方向相反的补偿电流，进而对系统电流进行补偿，在此过程中IPM是变流器，既有电网侧三相交流电给直流侧电容充电的整流作用，又有经直流侧逆变生成补偿电流的逆变作用。
[0015]本发明LC无源滤波器主要起到谐波和无功补偿的作用；而有源电力滤波器所补偿的对象是无源滤波器滤除之后的系统电流，这时系统电流中的谐波含量大大减少，因此，对有源电力滤波器的容量要求不高，并且有源滤波器还能对LC无源滤波器的滤波特性起到改善作用，克服其易受电网阻抗影响和易与电网阻抗发生谐振的缺点。
[0016]本发明结构简单，制造成本低，不易受电网阻抗干扰，而且可以降低对有源滤波器容量的要求，并且具有良好的滤波效果，初始负载电流谐波含量为23.5%，经过单级LC无源滤波器之后降为9.0%，再经过有源滤波器滤波之后降为5.9% (此数据为实验室实验数据)。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的结构图。
【具体实施方式】
[0018]图1所示，本发明由供电电源、有源电力滤波器、单级LC无源滤波器和非线性负载组成，其中供电电源与有源电力滤波器和单级LC无源滤波器并联后再与非线性负载连接。
[0019]所述有源电力滤波器由信号检测与调理电路、DSP2812运算模块、IPM驱动电路和IPM功率模块组成；信号检测与调理电路的输出连接DSP2812运算模块的输入，DSP2812运算模块的输出连接IPM驱动电路的输入，IPM驱动电路的输出连接IPM功率模块的输入。
[0020]所述单级LC无源滤波器由3组电感、电容和电阻构成，其中3组电感串联在主回路中，一端与负载侧相接，另一侧与有源滤波器的信号检测与调理电路相接，电容和电阻并联后与主回路并联。
[0021]本发明中IPM功率模块采用的是由三菱公司制造的，型号为PM25RSK120。
【主权项】
1.一种滤波器，其特征是由供电电源、有源电力滤波器、单级LC无源滤波器和非线性负载组成，其中供电电源与有源电力滤波器和单级LC无源滤波器并联后与非线性负载串联。2.根据权利要求1所述的一种滤波器，其特征是所述有源电力滤波器由信号检测与调理电路、DSP2812运算模块、IPM驱动电路和IPM功率模块组成；信号检测与调理电路的输出连接DSP2812运算模块的输入，DSP2812运算模块的输出连接IPM驱动电路的输入，IPM驱动电路的输出连接IPM功率模块的输入。3.根据权利要求1所述的一种滤波器，其特征是所述单级LC无源滤波器由3组电感、电容和电阻构成，其中3组电感串联在主回路中，一端与负载侧相接，另一侧与有源滤波器的信号检测与调理电路相接，电容和电阻并联后与主回路并联。4.根据权利要求1所述的一种滤波器，其特征是所述非线性负荷的谐波源包括谐波电压源、谐波电流源和混合谐波源。5.根据权利要求1所述一种滤波器，其特征是所述单级LC无源滤波器对三相负载电流滤波之后的电流，负载电流中的谐波含量因无源滤波器的作用而减少；有源滤波器的交流侦_出的三相电流，其波形与谐波电流大小相等、方向相反；三相电网电流是负载电流和补偿电流之和，经过补偿后，三相电网电流的波形为正弦波。6.根据权利要求1所述的一种滤波器，其特征是所述有源电力滤波器滤除剩余的少量谐波，同事改善无源滤波器的滤波特性，消除波形畸变的负载电流对供电系统的不利影响。7.根据权利要求5所述的一种滤波器，其特征是三相补偿电流由智能功率模块IPM产生的，负载电流与补偿电流先经过信号检测与调理电路，然后再通过TM320F2812计算与处理得出六路PWM信号，六路PWM信号分别通过IPM驱动模块控制IPM功率模块的六个绝缘栅双极型晶体管导通关断，得到与谐波分量大小相等方向相反的补偿电流，进而对系统电流进行补偿。
【专利摘要】一种滤波器，其特征是由供电电源、有源电力滤波器、单级LC无源滤波器和非线性负载组成，其中供电电源与有源电力滤波器和单级LC无源滤波器并联后与非线性负载串联。其中LC无源滤波器主要起到谐波和无功补偿的作用；而有源电力滤波器所补偿的对象是无源滤波器滤除之后的系统电流，这时系统电流中的谐波含量大大减少，因此，对有源电力滤波器的容量要求不高，并且有源滤波器还能对LC无源滤波器的滤波特性起到改善作用，克服其易受电网阻抗影响和易与电网阻抗发生谐振的缺点。本发明不易受电网阻抗干扰，结构简单，且对有源滤波器容量要求很小的混合型有源滤波器。
【IPC分类】H02J3/18, H02J3/01
【公开号】CN105006824
【申请号】CN201410157045
【发明人】吴健辉
【申请人】吴健辉
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2014年4月19日