基于fpga技术的有源电力滤波器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于FPGA技术的有源电力滤波器，能有效抑制电网的高次谐波，提高功率因素，改善电能质量，提升企业经济效益；其包括主电路、控制电路、测量电路三部分，主电路与控制电路连接，控制电路与测量电路连接，主电路包括逆变电路和IGBT驱动板，其中逆变电路由微型电流传感器、电抗器一、微波电容器、电抗器二、IGBT功率变换器、直流母线电容器、直流电压传感器组成；控制电路包括FPGA控制器、信号调理板、显示屏和控制电源。
【专利说明】基于FPGA技术的有源电力滤波器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种有源电力滤波器，尤其涉及一种基于FPGA技术的有源电力滤波器。
【背景技术】
[0002]目前，用于谐波治理装置大多选用无源滤波装置。无源滤波器，仅由无源元件组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。这类滤波器的优点是:电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是:通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。
[0003]传统无源滤波器的滤波效果差、容易发生谐振、只能补偿固定次谐波等缺点。实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于FPGA技术的有源电力滤波器，可克服无源滤波器等传统的谐波抑制和只能固定补偿的无功补偿方法的缺点，实现动态跟踪补偿，损耗较少，而且可以既补谐波又补无功，可以同时滤除多次及高次谐波，不会引起谐振；对谐波治理效果好，效率高。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于FPGA技术的有源电力滤波器，包括主电路、控制电路、测量电路三部分，主电路与控制电路连接，控制电路与测量电路连接，所述主电路包括逆变电路和IGBT驱动板，其中逆变电路由微型电流传感器、电抗器一、微波电容器、电抗器二、IGBT功率变换器、直流母线电容器、直流电压传感器组成；所述控制电路，包括FPGA控制器、信号调理板、显示屏和控制电源。
[0006]所述逆变电路的电抗器二的一侧设有微型电流互感器。
[0007]所述FPGA控制器内部设有FPGA芯片。
[0008]所述电抗器一、电抗器二均选用高频输出电抗器。
[0009]本实用新型基于FPGA技术的有源电力滤波器和现有技术相比，具有如下优点:
[0010]1、控制电路能够根据输入信号自动调整控制参数，优化补偿性能，并能适应任何系统阻抗变化，装置不会与系统发生谐振；控制电路实现全数字化控制，实时精确地补偿系统中的谐波和无功电流，可同时滤除2?50次谐波，也可以选择在补偿系统谐波的同时补偿无功；控制电路中设DSP芯片，动态响应时间小于0.5msο
[0011]2、FPGA控制器能进行集中控制，可实现12台装置并联，每个功率模块均流输出，模块之间无环流，提高了装置的可靠性；由于FPGA控制器内部设有FPGA芯片，运算速率远高于传统的单个DSP控制，通信延迟小，响应速度快。
[0012]3、电抗器一和电抗器二均选用高频输出电抗器，能有效的滤除开关次频率谐波，使装置补偿效果更佳。
[0013]4、微型电流传感器、直流电压传感器、IGBT功率变换器的设计，使装置保护功能齐全，具有直流过电压保护，装置输出过电流保护，IGBT故障保护，过热保护等多种保护功能。
[0014]5、直流母线薄膜电容器，承受纹波电流大、耐压能力强，寿命长，具有自愈能力的安全模式技术，大大提高了安全性。
[0015]6、控制电路中设有显示屏，能显示实时电能质量状况，界面友好，操作方便。
[0016]7、主电路与负载和之间设有断路器，其具有超强限流特性，能极大降低短路电流作用时间和强度，且具有双层保护结构，保障维护安全性。
[0017]本实用新型基于FPGA技术的有源电力滤波器，能广泛应用于汽车、冶金、造船、港运、电力、机械制造、铁路、煤矿、化工、油田等行业，能有效抑制电网的闻次谐波，提闻功率因素，改善电能质量，提升企业经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为基于FPGA技术的有源电力滤波器的结构示意图。
[0019]图中:1、电网；2、外部电流互感器；3、信号调理板；4、FPGA控制器；5、IGBT驱动板；6、直流电压传感器；7、直流母线电容器；8、IGBT功率变换器；9、微波电容器；10、电抗器二 ；11、电抗器一 ；12、微型电流传感器；13、主接触器；14、软起电阻；15、快速熔断器；16、断路器；17、负载。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0021]如图1所不,本【具体实施方式】,一种基于FPGA技术的有源电力滤波器,包括主电路、控制电路、测量电路，主电路与控制电路连接，控制电路与测量电路连接；主电路包括逆变电路和IGBT驱动板，其中逆变电路由微型电流传感器、电抗器一、微波电容器、电抗器
二、IGBT功率变换器、直流母线电容器、直流电压传感器组成；控制电路，包括FPGA控制器、信号调理板、显示屏和控制电源。
[0022]逆变电路通过电抗器一，依次经过主接触器、软起电阻、断路器，接入负载。
[0023]软起电阻和主接触器并联连接后，一端与逆变电路的电抗器一连接，另一端经过断路器接入负载，主控制器与断路器由快速熔断器控制。
[0024]信号调理板通过外部电流互感器与电网连接。
[0025]逆变电路的电抗器二的一侧设有微型电流互感器；外部电流互感器和微型电流互感器均连接到测量电路上。
[0026]FPGA控制器内部设有FPGA芯片。
[0027]电抗器一、电抗器二均选用高频输出电抗器。
[0028]本【具体实施方式】，能广泛应用于汽车、冶金、造船、港运、电力、机械制造、铁路、煤矿、化工、油田等行业，能有效抑制电网的高次谐波，提高功率因素，改善电能质量，提升企业经济效益。
[0029]上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进讲本实用新型的构思和技术方案应用于其他场合的，均在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于FPGA技术的有源电力滤波器，包括主电路、控制电路、测量电路三部分，主电路与控制电路连接，控制电路与测量电路连接；其特征在于，所述主电路包括逆变电路和IGBT驱动板，其中逆变电路由微型电流传感器、电抗器一、微波电容器、电抗器二、IGBT功率变换器、直流母线电容器、直流电压传感器组成；所述控制电路包括FPGA控制器、信号调理板、显示屏和控制电源。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA技术的有源电力滤波器，其特征在于，所述逆变电路的电抗器二的一侧设有微型电流互感器。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA技术的有源电力滤波器，其特征在于，所述FPGA控制器内部设有FPGA芯片。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA技术的有源电力滤波器，其特征在于，所述电抗器一、电抗器二均选用高频输出电抗器。
【文档编号】H02J3/18GK203398789SQ201320424732
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】周景, 周泉, 王婷, 齐轶才 申请人:湖南森能电力科技有限公司