专利名称：一种用于变频器的有源电力滤波系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力滤波领域，具体地说涉及一种用于变频器的有源电力滤波系统。
背景技术：
目前变频器在工业场合广泛应用，变频装置在提高能效、优化工艺的同时，亦产生严重谐波污染等电能质量问题。而往往这种瞬态或暂态电能质量问题给企业带来的损失比传统的问题更大，如有事故发生将大大影响企业的产量和经济效益。目前，解决变频器带来的谐波问题，主要解决的办法是装设电力滤波器，具体可分为有源电力滤波器和无源电力滤波器两种装置。有源电力滤波器是基于电力电子逆变器的新型滤波设备，它具有响应速度快、滤波性能好等优点，但是，有源电力滤波器造价昂贵，这严重阻碍了其推广应用。变频器是目前很多工业应用场合最主要的谐波源，从技术层面，有源电力滤波器是针对变频器最佳的谐波治理方式，但由于变频器谐波含量达，如果直接应用有源电力滤波器，需要的补偿容量较大，投资很高，限于资金、技术等因素，目前使用的多数是无源电力滤波器，虽然能够发挥很大作用，但其存在体积大，滤波效果受系统参数变化影响较大等缺点，在特定情况下无源滤波器还可能引起某次谐波的较大放大，从而影响滤波器和其他用电设备的安全运行，所以有局限性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于变频器的有源电力滤波系统，以达到提高滤波系统的稳定性和滤波性能，降低有源电力滤波器的配置容量，从而降低有源滤波系统的成本。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种用于变频器的有源电力滤波系统，其特征在于，它包括与变频器并联的有源电力滤波器和一组与变频器串联的电抗器，所述的电抗器的出线端与变频器连接，电抗器的进线端与所述的有源电力滤波器并联后与电力变压器低压侧连接。所述的有源电力滤波器由检测单元、控制单元、变流器、储能单元、充电防涌流电路和滤波电路组成；检测单元检测变压器低压侧三相电压、负载侧三相电流、有源电力滤波器三相输出电流和储能单元直流电压，将检测到的信号送入控制单元进行计算分析后对变流器和储能单元进行控制。所述的检测单元由电压传感器和电流传感器组成，所述的控制单元由A/D转换器、数字信号处理器DSP、信号放大和电隔离、驱动电路组成，电压传感器和电流传感器将采集的电压/电流信号通过A/D转换器、数字信号处理器DSP进行数据处理和计算分析后通过信号放大和电隔离、驱动电路输出控制信号至变流器和储能单元。所述的变流器由高速电力电子开关器件IGBT组成的三相桥式电路，所述的储能单元由直流电容器组成，所述的三相桥式电路的输出通过滤波电路与充电防涌流电路相连接。
一种用于变频器的有源电力滤波系统，由于采用了上述结构，改造了有源电力滤波器，通过对变频器串联电抗器，实现了组合滤波。是电力滤波方面的一个系统解决方案， 该有源电力滤波系统稳定性更好，滤波性能更优。与单一的有源电力滤波器相比，具有如下优点1、滤波效果好，通过串联电抗器进行初级滤波，在有源电力滤波器性能的基础上，谐波滤除率提高约10% ；2、运行可靠性更高，与变频器串联的电抗器可以有效隔离变频器与外界电网；3、经济性能更好，有源电力滤波器价格较高，但通过与变频器串联的电抗器降低了谐波含量，对有源电力滤波器的需求容量相应降低，投入相应降低，根据工程实际，投资可降低约20% ;4、与无源电力滤波器相比，本发明属于有源电力滤波范畴，克服了无源电力滤波器的诸多缺点，并且滤波效果更优。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明；图1为本发明一种用于变频器的有源电力滤波系统框图；图2为图1所示的有源电力滤波器电路原理示意图；在图1、图2中，1、有源电力滤波器；2、电抗器；3、检测单元；4、控制单元；5、储能单元；6、变流器；7、滤波电路；8、充电防涌流电路。
具体实施例方式如图1所示，图1是本发明结构框图，它包括一台与变频器并联的有源电力滤波器1和一组与变频器串联的电抗器2 ；所述的与变频器串联的电抗器2的出线端与变频器连接，电抗器2的进线端与所述的有源电力滤波器1并联后与电力变压器低压侧连接；所述的有源电力滤波器1与所述的电抗器2的进线端并联后与电力变压器低压侧连接。与变频器串联的电抗器2可以是三相电抗器，也可以是三个单相电抗器，其电感值及电抗器的磁通密度、电流密度值，应当由专业的技术人员进行设计，否则将可能影响电抗器2本身和变频器的正常运行。参见图2，图2是有源电力滤波器的电路原理示意图。有源电力滤波器由检测单元 3、控制单元4、变流器6、储能单元5、充电防涌流电路8和滤波电路7组成；检测单元3检测变压器低压侧三相电压、负载侧三相电流、有源电力滤波器三相输出电流和储能单元直流电压，将检测到的信号送入控制单元4进行计算分析后对变流器6和储能单元5进行控制；检测单元3由电压传感器和电流传感器组成；控制单元4由A/D转换器、数字信号处理器DSP、信号放大和电隔离、驱动电路组成；变流器6是由高速电力电子开关器件IGBT组成的三相桥式电路；所述的储能单元5由直流电容器组成；充电防涌流电路8由接触器J1、J2 和电阻R1、R2、R3组成；滤波电路6由电感L、电阻R和电容C串联组成，滤除有源电力滤波器工作时输出的高频分量。在有源电力滤波器起动时，充电防涌流电路8先将接触器Jl闭合，通过电阻R1、 R2、R3和变流器6对储能单元5充电，充电完成后，接触器J2闭合，将电阻R1、R2、R3切除， 然后有源电力滤波器开始正常运行；充电防涌流电路8可以有效抑制起动过程中过大的涌流对变流器6和储能单元5的损害。本发明通过对变频器串联电抗器起到初级滤波的作用，同时起到隔离作用，可以保护负载，再通过有源电力滤波器进行深度滤波，整体上滤波性能更优，整体的谐波滤除率可比单一的有源电力滤波器提高约10%。 上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于变频器的有源电力滤波系统，其特征在于，它包括与变频器并联的有源电力滤波器(1)和一组与变频器串联的电抗器O)，所述的电抗器O)的出线端与变频器连接，电抗器⑵的进线端与所述的有源电力滤波器⑴并联后与电力变压器低压侧连接。
2.根据权利要求1所述的用于变频器的有源电力滤波系统，其特征在于，所述的有源电力滤波器(1)由检测单元(3)、控制单元0)、变流器(6)、储能单元(5)、充电防涌流电路 (8)和滤波电路(7)组成；检测单元C3)检测变压器低压侧三相电压、负载侧三相电流、有源电力滤波器三相输出电流和储能单元直流电压，将检测到的信号送入控制单元(4)进行计算分析后对变流器(6)和储能单元( 进行控制。
3.根据权利要求2所述的用于变频器的有源电力滤波系统，其特征在于，所述的检测单元(3)由电压传感器和电流传感器组成，所述的控制单元(4)由A/D转换器、数字信号处理器DSP、信号放大和电隔离、驱动电路组成，电压传感器和电流传感器将采集的电压/电流信号通过A/D转换器、数字信号处理器DSP进行数据处理和计算分析后通过信号放大和电隔离、驱动电路输出控制信号至变流器(6)和储能单元(5)。
4.根据权利要求2所述的用于变频器的有源电力滤波系统，其特征在于，所述的变流器(6)由高速电力电子开关器件IGBT组成的三相桥式电路，所述的储能单元(5)由直流电容器组成，所述的三相桥式电路的输出通过滤波电路(7)与充电防涌流电路(8)相连接。
全文摘要
本发明公开了一种用于变频器的有源电力滤波系统，它包括与变频器并联的有源电力滤波器和一组与变频器串联的电抗器，所述的电抗器的出线端与变频器连接，电抗器的进线端与所述的有源电力滤波器并联后与电力变压器低压侧连接。采用了上述结构，改造了有源电力滤波器，具有如下优点1、滤波效果好，通过串联电抗器进行初级滤波，在有源电力滤波器性能的基础上，谐波滤除率提高约10％；2、运行可靠性更高，与变频器串联的电抗器可以有效隔离变频器与外界电网；3、经济性能更好，有源电力滤波器价格较高，但通过与变频器串联的电抗器降低了谐波含量，对有源电力滤波器的需求容量相应降低，投入相应降低，根据工程实际，投资可降低约20％。
文档编号H02J3/01GK102496936SQ20111043177
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者束龙胜, 程建洲 申请人:安徽佑赛科技有限公司, 安徽鑫龙电器股份有限公司