有源电力滤波装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种有源电力滤波装置，涉及电气【技术领域】，包括主电路，信号采集，控制系统，驱动部分和供电部分，所述主电路由依次串联的断路器、接触器、滤波电感、互感器和IGBT逆变器、并联在接触器两端的限流电阻及两串联的并联于IGBT逆变器两端母线电容组成，所述信号采集、控制系统和驱动部分依次连接，所述供电部分和母线电容两端连接，并与控制系统和驱动部分供电连接，所述IGBT逆变器内设有20kHz的高速开关和并联的续流二极管，所述驱动部分并联有定时滞环比较反馈，本发明中所述IGBT逆变器能减小输出电流的响应时间，能同时滤除2～60次的谐波电流，所述定时滞环使产生PWM控制信号准确，提高了滤波和无功补偿性能。
【专利说明】有源电力滤波装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于电气【技术领域】，尤其涉及一种有源电力滤波装置。
【背景技术】
[0002]随着电力电子器件在各行业的广泛应用，非线性负荷数量与日俱增，这些非线性负荷产生的谐波电流会危害其周围设备的正常运行，造成系统电压严重畸变，产生严重的不良后果，目前市场上的滤波装置大多为无源滤波装置。如申请号201120518400.3公开了一种无源滤波补偿装置，电流互感器与真空接触器串联，真空接触器再与滤波电感器串联，滤波电感器再与滤波电容器串联，滤波电容器与电压互感器并联，电涌保护器一端联接于断路器与电流互感器间，另一端接地，智能无功控制器联接于三相电源和真空接触器间，每个滤波电容器C上并联一个电压互感器，构成LC回路，智能无功控制器将无功功率及谐波电流经过A/D转换、比较和运算后，发出控制指令使真空接触器或晶闸管开关执行投、切操作，将滤波电容器组投入或切除，该实用新型可有效地滤除特定谐波，使电压和电流回归正弦波，改善电能质量，保障电气设备的正常运行，并向系统提供容性无功，提高功率因数，但该实用新型滤除谐波的次数有限，且滤波电容容易衰减，导致滤波支路失谐，失去滤波的作用，可靠性低，整体使用寿命短。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种有源电力滤波装置，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
[0004]一种有源电力滤波装置，包括主电路，信号采集，控制系统，驱动部分和供电部分，所述主电路由依次串联的断路器、接触器、滤波电感、互感器和IGBT逆变器、并联在接触器两端的限流电阻及两串联的并联于IGBT逆变器两端母线电容组成，所述信号采集、控制系统和驱动部分依次连接，所述供电部分和母线电容两端连接，并与控制系统和驱动部分供电连接，所述IGBT逆变器内设有20kHz的高速开关和并联的续流二极管，所述驱动部分并联有定时滞环比较反馈。
[0005]优选的，所述信号采集包括与电网并联的变压器和串联在主电路中的互感器，所述变压器连接有电流型霍尔传感器，所述互感器的输出端并联有锁相电路。
[0006]优选的，所述驱动部分由和控制系统直接连接的驱动电路、和驱动电路串联的驱动模块构成，所述驱动模块驱动控制主电路。
[0007]优选的，所述控制系统外接有显示屏和键盘。
[0008]优选的，所述有源电力滤波装置通过光纤连接最多可实现10台并联运行。
[0009]本发明的优点在于:所述母线电容可限制上电时的瞬间冲击电流，同时可通过IGBT逆变器向外输出补偿电流提供能量，所述IGBT逆变器内设有的20kHz高速开关能减小输出电流的响应时间，并配合滤波电感和母线电容能同时滤除2?60次的谐波电流，所述驱动部分并联的定时滞环比较反馈以补偿电流的指令信号和实际的补偿电流信号两者的偏差作为输入，每隔一个计时周期对偏差的比较结果进行判断，从而产生准确的PWM控制信号，使滤波和无功补偿性能提高，所述电流型霍尔传感器可与被测电路不发生电接触而准确将电流信号转化成电压信号输出，消耗的功率小，所述锁相电路将一相电源交流输入信号变换成方波信号，实现三相电源电压的相位检测，同时使工作脉冲信号与电网电压频率、相位同步，所述驱动电路将控制系统产生的光驱动脉冲信号转换为电驱动脉冲信号，同时经过功率放大处理后输出PWM信号，实现对主电路IGBT逆变器的驱动控制，所述控制系统外接有显示屏和键盘，实现系统工作的可视化，同时减少操作者的工作量所述有源电力滤波装置通过光纤连接最多可实现10台并联运行，可灵活配置不同容量的有源电力滤波装置，从而使现场的扩容更为方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明所述的一种有源电力滤波装置的工作原理意图。
[0011]图2为本发明所述的一种有源电力滤波装置接线图。
[0012]其中:1_主电路，2-信号采集，3-控制系统，4-驱动部分，5-供电部分，6-断路器，7-接触器，8-限流电阻，9-滤波电感，10-互感器，Il-1GBT逆变器，12-母线电容，13-高速开关，14-续流二极管，15-定时滞环，16-驱动电路，17-锁相电路，18-变压器，19-电流型霍尔传感器，20-驱动模块，21-显示屏，22-键盘。
【具体实施方式】
[0013]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0014]如图1和图2所示，一种有源电力滤波装置，包括主电路1，信号采集2，控制系统3，驱动部分4和供屯部分5，所述主电路I由依次串联的断路器6、接触器7、滤波电感9、互感器10和IGBT逆变器11、并联在接触器两端的限流电阻8及两串联的并联于IGBT逆变器11两端母线电容12组成，所述信号采集2、控制系统3和驱动部分4依次连接，所述供电部分5和母线电容12两端连接，并与控制系统3和驱动部分4供电连接，所述IGBT逆变器11内设有20kHz的高速开关13和并联的续流二极管14，所述驱动部分4并联有定时滞环15比较反馈，所述信号采集2测量负载电流或电网电流送到控制系统进行处理，完成负荷谐波电流的计算和谐波电流补偿的闭环控制，并产生PWM驱动信号到驱动电路16，所述驱动电路16驱动IGBT逆变器11，从而将所需的补偿电流输出到电网，完成谐波滤除和无功补偿，所述IGBT逆变器11内设有的20kHz高速开关13能减小输出电流的响应时间，并配合滤波电感9和母线电容12能同时滤除2?60次的谐波电流，所述驱动部分4并联的定时滞环15比较反馈以补偿电流的指令信号和实际的补偿电流信号两者的偏差作为输入，每隔一个计时周期对偏差的比较结果进行判断，从而产生准确的PWM控制信号，使滤波和无功补偿性能提高。
[0015]值得注意的是，所述信号采集2包括与电网并联的变压器18和串联在主电路中的互感器10，所述变压器18连接有电流型霍尔传感器19，所述互感器10的输出端并联有锁相电路17，所述电流型霍尔传感器19可与被测电路不发生电接触而准确将电流信号转化成电压信号输出，消耗的功率小，效率高，所述锁相电路17将一相电源交流输入信号变换成方波信号，实现三相电源电压的相位检测，同时使工作脉冲信号与电网电压频率、相位同
止/J/ O
[0016]此外，所述驱动部分4由和控制系统3直接连接的驱动电路16、和驱动电路16串联的驱动模块20构成，所述驱动模块20驱动控制主电路1，所述驱动电路16将控制系统3产生的光驱动脉冲信号转换为电驱动脉冲信号，同时经过功率放大处理后输出PWM信号，实现对IGBT逆变器11的驱动控制，所述控制系统3外接有显示屏21和键盘22，实现系统工作的可视化，同时减少操作者的工作量。
[0017]在本实施例中，所述有源电力滤波装置通过光纤连接最多可实现10台并联运行，可灵活配置不同容量的有源电力滤波装置，从而使现场的扩容更为方便。
[0018]基于上述，母线电容可限制上电时的瞬间冲击电流，同时可通过IGBT逆变器向外输出补偿电流提供能量，IGBT逆变器内设有的20kHz高速开关能减小输出电流的响应时间，并配合滤波电感和母线电容能同时滤除2?60次的谐波电流，驱动部分并联的定时滞环比较反馈以补偿电流的指令信号和实际的补偿电流信号两者的偏差作为输入，每隔一个计时周期对偏差的比较结果进行判断，从而产生准确的PWM控制信号，使滤波和无功补偿性能提闻。
[0019]由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【权利要求】
1.一种有源电力滤波装置，包括主电路，信号采集，控制系统，驱动部分和供电部分，其特征在于:所述主电路由依次串联的断路器、接触器、滤波电感、互感器和IGBT逆变器、并联在接触器两端的限流电阻及两串联的并联于IGBT逆变器两端母线电容组成，所述信号采集、控制系统和驱动部分依次连接，所述供电部分和母线电容两端连接，并与控制系统和驱动部分供电连接，所述IGBT逆变器内设有20kHz的高速开关和并联的续流二极管，所述驱动部分并联有定时滞环比较反馈。
2.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波装置，其特征在于:所述信号采集包括与电网并联的变压器和串联在主电路中的互感器，所述变压器连接有电流型霍尔传感器，所述互感器的输出端并联有锁相电路。
3.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波装置，其特征在于:所述驱动部分由和控制系统直接连接的驱动电路、和驱动电路串联的驱动模块构成，所述驱动模块驱动控制主电路。
4.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波装置，其特征在于:所述控制系统外接有显示屏和键盘。
5.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波装置，其特征在于:所述有源电力滤波装置通过光纤连接最多可实现10台并联运行。
【文档编号】H02J3/01GK103618312SQ201310612463
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】郭其君 申请人:合肥徽力电气技术有限公司