一种新型有源电力滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型有源电力滤波器，设于电源和负载之间，包括高通滤波器、输入开关、母线软启动电阻、电感、逆变器、母线电容、谐波电流检测器、第一PI调节器、第二PI调节器、坐标变换器、PWM发生器和PLL锁相环，本有源电力滤波器通过外部电流互感器实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波目的。本实用新型的有益效果在于：同无源滤波器比较，高压谐波治理效果好，可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，使用安全可靠。
【专利说明】
一种新型有源电力滤波器
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力通讯技术领域，尤其涉及一种新型有源电力滤波器。
【背景技术】
[0002]新型有源电力滤波器(APF:Active power filter)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵消负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种新型有源电力滤波器，以解决现有技术中的不足。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型的目的是通过下述技术方案实现的:
[0005]—种新型有源电力滤波器，设于电源和负载之间，其中，包括高通滤波器、输入开关、母线软启动电阻、电感、逆变器、母线电容、谐波电流检测器、第一 PI调节器、第二 PI调节器、坐标变换器、PWM发生器和PLL锁相环，所述高通滤波器、并接有所述输入开关的所述母线软启动电阻、所述电感、所述逆变器、所述母线电容依次串接，外部负载电压接所述PLL锁相环的输入端，外部负载电流接所述谐波电流检测器的输入端，所述母线电容的输出与外部直流电压相互卷积后输入所述第一 PI调节器，所述第一 PI调节器的输出和所述PLL锁相环的输出作为所述坐标变换器的输入，所述坐标变换器的输出与所述谐波电流检测器的输出相互卷积后作为所述第二 PI调节器的输入，所述第二 PI调节器、所述PWM发生器和所述逆变器依次连接，所述PWM发生器以脉宽调制信号形式向所述逆变器送出驱动脉冲，以驱动生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网。
[0006]上述新型有源电力滤波器，其中，所述逆变器为三相半桥逆变器，由IGBT模块组成。
[0007]上述新型有源电力滤波器，其中，所述谐波电流检测器由FFT和IFFT组成。
[0008]与已有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0009]同无源滤波器比较，高压谐波治理效果好，可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，使用安全可靠。
【附图说明】
[0010]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0011]图1示出了本实用新型新型有源电力滤波器的结构示意图；
[0012]图2示出了本实用新型新型有源电力滤波器的拓扑图。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0014]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0015]参考图1所示，本实用新型新型有源电力滤波器，设于电源I和负载2之间，包括高通滤波器3、输入开关4、母线软启动电阻5、电感6、逆变器7、母线电容8、谐波电流检测器、第一 PI调节器9、第二 PI调节器10、坐标变换器IUPffM发生器12和PLL锁相环13，高通滤波器3、并接有输入开关4的母线软启动电阻5、电感6、逆变器7、母线电容8依次串接，外部负载电压接PLL锁相环13的输入端，外部负载电流接谐波电流检测器的输入端，母线电容8的输出与外部直流电压相互卷积后输入第一 PI调节器9，第一 PI调节器9的输出和PLL锁相环13的输出作为坐标变换器11的输入，坐标变换器11的输出与谐波电流检测器的输出相互卷积后作为第二 PI调节器10的输入，第二 PI调节器10、PWM发生器12和逆变器7依次连接。PffM发生器12用于调节谐波电流的脉宽，
[0016]具体地，逆变器7为三相半桥逆变器，由IGBT模块组成，谐波电流检测器由FFTl^PIFFT15组成。图中的高通滤波器3用于滤除逆变器7的开关纹波，输入开关4用于断开逆变器7和电源I之间的功率电流，在系统开机时，电源I通过母线软启动电阻5对母线电容8充电，实施母线软启动。母线电容8为逆变器7的正常工作提供稳定的直流电压，缓冲无功，PLL锁相环13用于获取电网电压的频率和相位。第一 PI调节器9和第二 PI调节器10均通过使用实现电压和电流的闭环控制。P丽发生器12生成P丽信号驱动逆变器7的IGBT。继续参看图1和图2所示，本新型有源电力滤波器通过外部电流互感器实时检测负载电流，将模拟电流信号转换为数字信号，并通过内部DSP对信号进行处理，将谐波与基波分离，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器7驱动IGBT产生一个和电网负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波，达到滤波目的。
[0017]从上述实施例可以看出，本实用新型的优势在于:
[0018]同无源滤波器比较，高压谐波治理效果好，可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振，使用安全可靠。
[0019]以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
【主权项】
1.一种新型有源电力滤波器，设于电源(I)和负载(2)之间，其特征在于，包括高通滤波器(3)、输入开关(4)、母线软启动电阻(5)、电感(6)、逆变器(7)、母线电容(8)、谐波电流检测器、第一PI调节器(9)、第二PI调节器(10)、坐标变换器(11)、PWM发生器(12)和PLL锁相环(13)，所述高通滤波器(3)、并接有所述输入开关(4)的所述母线软启动电阻(5)、所述电感(6)、所述逆变器(7)、所述母线电容(8)依次串接，外部负载电压接所述PLL锁相环(13)的输入端，外部负载电流接所述谐波电流检测器的输入端，所述母线电容(8)的输出与外部直流电压相互卷积后输入所述第一 PI调节器(9)，所述第一 PI调节器(9)的输出和所述PLL锁相环(13)的输出作为所述坐标变换器(11)的输入，所述坐标变换器(11)的输出与所述谐波电流检测器的输出相互卷积后作为所述第二 PI调节器(10)的输入，所述第二 PI调节器(10)、所述HVM发生器(12)和所述逆变器(7)依次连接，所述HVM发生器(12)以脉宽调制信号形式向所述逆变器(7)送出驱动脉冲，以驱动生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网。2.如权利要求1所述有源电力滤波器，其特征在于，所述逆变器(7)为三相半桥逆变器，由IGBT模块组成。
【文档编号】H02J3/01GK205646824SQ201620497534
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】任琪
【申请人】萨顿斯（上海）电源有限公司