一种具有网口通迅功能的有源滤波器的制作方法

本实用新型属于有源滤波器技术领域，涉及到一种具有网口通迅功能的有源滤波器。

背景技术：

随着电力技术的高速发展，各种电气设备的应用越来越广泛，通讯机房内大量使用的UPS，冶炼行业使用的中频炉，烟草制造中使用的变频器，这些电力电子器件的使用，在电网中产生大量的无功和谐波，严重地影响了电网中电能质量，甚至给生产和生活带来安全隐患，而有源滤波器能够实时监测谐波和无功，对其进行快速补偿。

有源滤波器(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。

APF使用环境一般是在嘈杂、高温、高压的配电房，或者是有辐射的机房，操作技术人员不可能实时监测和操控，这样工作人员需要往返于办公室和配电室，浪费时间，如果一旦APF出现故障，不能及时关机切除电源的话，很可能会带来安全问题。

因此需设计一种带有网口通讯的有源滤波器，该有源滤波器能够与上位机连接的，上位机能够对有APF参数进行实时监控和直接控制，具有可实现以下的功能：第一、实时监控，在有源电力滤波器运行时，可以在上位机上直接监测系统采集的各种参数，如三相交流电压、负载电流、补偿电流、各种温度参数等；第二、操控便捷，操作人员可以直接在电脑上操控有源电力滤波器，电脑有鼠标，键盘等输入设备，使操作更加便捷；第三、操作安全，整合了人力资源，可以在电脑旁直接检测和控制APF，无需在配电旁直接操作，具有安全性高的特点，并且节省了在配电室和办公室往返的时间。

技术实现要素：

本实用新型提供的一种具有网口通迅功能的有源滤波器，通过在有源滤波器上设置有网口通讯功能，解决了有源滤波器无法实时监控且浪费人力资源、安全性低的问题。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种具有网口通迅功能的有源滤波器，包括DSP核心控制单元、信号数据采集单元、通信模块、输出报警单元和上位机；

所述信号数据采集单元实时采集电力系统的参数，采集的电力参数发送至核心控制单元，所述核心控制单元将接收的电力参数经通信模块发送至输出报警单元，所述输出报警单元对电力参数进行显示、报警，所述输出报警单元通过通信模块将电力参数传输至上位机上，所述上位机对有源滤波器进行控制与检测。

进一步地，所述DSP核心控制单元包括DSP控制单元和逆变单元，所述DSP 控制单元采用型号为STM32F103的单片机，所述逆变单元用于对有源滤波器进行滤波和无功补偿。

进一步地，所述信号数据采集单元包括霍尔传感器和A/D转换电路，所述霍尔传感器信号采集端与电力系统中霍尔互感器二次侧连接，所述霍尔传感器的另一端通过A/D转换电路与DSP核心控制单元连接。

进一步地，所述通信模块包括RS485通讯和以太网口通讯，所述DSP核心控制单元与输出报警单元间采用RS485进行通讯，所述输出报警单元与上位机间采用以太网口进行通讯。

进一步地，所述输出报警单元包括显示单元和声报警，所述显示单元为液晶显示器，用于显示检测的电力系统的电气参数值，所述声报警为蜂鸣器，用于进行报警提醒。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过通信模块能够将核心控制单元、输出报警单元和上位机进行通讯连接，且上位机能够对有源滤波器的电力参数进行直接监控和直接设置，同时输出报警单元能够进行报警提醒，不仅具有实时监控、操控便捷和操作安全的特点，而且能够大大减少人力资源的浪费，提高人员的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具有网口通迅功能的有源滤波器示意图；

图2为本实用新型中DB-9与RJ-45的转换接线图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-DSP核心控制单元，2-信号数据采集单元，3-通信模块，4-输出报警单元， 5-上位机。

具体实施方式

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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1所示，一种具有网口通迅功能的有源滤波器，包括DSP核心控制单元1、信号数据采集单元2、通信模块3、输出报警单元4和上位机5；DSP 核心控制单元与信号数据采集单元2相连，核心控制单元1通过通信模块3与输出报警单元4连接，输出报警单元4通过通信模块3与上位机5连接。

DSP核心控制单元1为整个装置的数据传输和处理中心，DSP核心控制单元 1包括DSP控制单元和逆变单元，DSP控制单元采用型号为STM32F103的单片机，逆变单元用于对有源滤波器进行滤波消除和无功补偿的作用。

信号数据采集单元2包括多个高精度传感器和A/D转换电路，霍尔传感器信号采集端与电力系统中霍尔互感器二次侧连接，霍尔传感器的另一端通过A/D 转换电路与DSP核心控制单元1连接；温度传感器用于检测各器件和运行环境的温度信息。

通信模块3包括RS485通讯和以太网口通讯，DSP控制单元与输出报警单元 4之间采用RS485进行通讯，输出报警单元4与上位机5之间采用以太网口进行通讯。

输出报警单元4包括显示单元和声报警，其中显示单元采用液晶显示器，用于显示检测的电力系统的电气参数值，声报警为蜂鸣器，用于对超过设定的参数进行报警提醒。

上位机5通过以太网口通讯与显示单元连接，上位机5可对APF的系统参数进行设置，同时可对APF发出控制指令。

有源滤波器在正常运行时，数据信号采集单元2实时采集电力系统的电力参数信息，并将采集的电力参数发送至DSP核心控制单元1，DSP核心控制单元 1根据采集的参数驱动逆变单元,逆变单元产生与电网的谐波电流和无功电流大小相等、方向相反的电流，进而达到消除谐波和无功补偿的效果；DSP核心控制单元1通过通信模块3中的RS-485通讯将接收的电力参数发送至输出报警单元 4，输出报警单元4中的液晶显示器显示检测的电力参数，在此过程中，若检测的电力参数超过设定的参数时，则声报警发出报警提醒；

液晶显示器上显示的电力参数通过通信模块3中的以太网口通讯将电力参数传输至上位机5上，操作人员通过上位机5对有源滤波器进行数据观察和控制。

如图2所示，液晶显示屏采用内嵌无缝通讯技术，通过DB-9转RJ-45网口的通讯接线，实现RS485与以太网口的无缝通讯，保证液晶显示器与上位机5 之间能够正常进行通讯。

本实用新型通过通信模块能够将核心控制单元、输出报警单元和上位机进行通讯连接，且上位机能够对有源滤波器的电力参数进行直接监控和直接设置，同时输出报警单元能够进行报警提醒，不仅具有实时监控、操控便捷和操作安全的特点，而且能够大大减少人力资源的浪费，提高人员的工作效率。

以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。