一种有源谐波发生器的电路的制作方法

本实用新型涉及一种谐波发生器，特别是一种有源谐波发生器的电路。

背景技术：

随着电力电子技术的广泛应用，电网的谐波污染问题越来越严重，谐波的存在使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至方式故障或烧毁。为了避免故障的发生，一些电气设备使用前都要经过专门的检测。谐波发生器为此提供了测试所需要的条件。

另一方面，电网谐波的日益严重，也促进了电力有源滤波器技术的发展，我们在研究和开发新型电力有源滤波器时，都会面临着一个模拟电网谐波环境的问题。比较通常的做法是用整流负载来模拟电网的谐波，但这种方法有二个弊端，一是要消耗大量的电能，二是不能够比较准确地地模拟电网谐波，特别是不能模拟像中频炉这样的负荷的谐波情况。谐波发生器为此提供了各种情况下的谐波环境。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种在提供一定的无功补偿条件下能够提供各种频率谐波电流及谐波电流组合的一种有源谐波发生器的电路。

一种有源谐波发生器的电路，包括有三相IGBT逆变电路，RLC 无源部分，IGBT驱动电路，电压电流信号调理电路及DSP控制电路，所述的DSP控制电路包括DSP数字信号处理器、FPGA可编程逻辑器件、外置的ADC转换器及锁相环电路，三相电压信号经过信号调理电路后变成方波信号，然后经过由锁相芯片CD4046构成的锁相环电路后被锁定相位，锁相环电路的压控振荡器输出信号CINA送入到FPGA芯片中，由FPGA中的预分频电路进行预分频，预分频后得到的脉冲信号能够做到恰好在一个基波周期内有1024个方波脉冲，这个脉冲信号分成三路，一路用来驱动 ADC模数转换器；第二路这个信号作为到10位计数器的输入信号；第三路作为1024分频电路的输入。

电压电流信号调理电路包括由电压互感器和电流互感器及其由运放构成的信号调理电路构成。

RLC无源部分是由7次无源滤波器构成，其中电阻R包括电抗器的电阻和电容器的等效电阻。

综上所述的，本实用新型相比现有技术如下优点：

本实用新型的电路连接结合相应的软件，能实现：

1、能够根据的实际需要产生满足要求的谐波电流，为电气设备提供了测试所需要的条件；

2、在实际使用过程中除了本谐波发生器外不需要其它如整流器、大功率电阻的耗能设备，达到了节能的目的；

3、能够为新型电力有源滤波器的研究和开发提供一个非常分别使用的模拟电网谐波的环境。

附图说明

图1是本实用新型的有源谐波发生器的电路连接的原理框图。

图2是本实用新型的A相锁相环电路，B相、C相电路类同。

图3是本实用新型的FPGA的工作原理图。

图4是本实用新型的三相谐波指令信号产生原理图。

图5是本实用新型的DSP的控制电路原理图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行更详细的描述。

实施例1

一种有源谐波发生器的电路，其包括三相IGBT逆变电路，RLC无源部分， IGBT驱动电路，电压电流信号调理电路，DSP控制电路等组成,见图1。本实用新型结合相应的软件，能实现谐波发生器的功能。

有源谐波发生器的电路连接RLC无源部分是由7次无源滤波器构成，其中电阻R包括电抗器的电阻和电容器的等效电阻。

电压电流信号调理电路包括由电压互感器和电流互感器及其由运放构成的信号调理电路构成。

DSP控制电路包括由DSP数字信号处理器、FPGA可编程逻辑器件、外置的 ADC转换器、CD4046锁相环电路等构成。

三相电压信号经过锁相环电路后被锁定相位，锁相环电路的压控振荡器输出信号送入到FPGA芯片中，由FPGA中的分频器进行分频，分频后得到的一路脉冲信号可以用来驱动ADC模数转换器,在等待ADC模数转换器转换完成后由DSP数字信号处理器读人到RAM存储器里面，等待DSP数字信号处理器的处理。见图2。

分频后得到的另一路脉冲信号可以用FPGA里面的计数器进行循环计数，其数值代表交流电源相位角度的，一般用1024来代表角度，作为RAM区间中当前ADC数据的角度指针。见图2。

三相电压信号经过信号调理电路调理,经过模数转换器ADC转换为数字量后，被存储在一片RAM区域中，根据角度指针构建虚拟的那次谐波信号的同步信号，就可以得到这个同步信号所对应的sin、-cos值，然后根据所给定的ip、iq值通过的dq逆变换矩阵C转换为iα、iβ，再通过αβ逆变换矩阵C23转换为iah、ibh、ich，这样就得出了第n次谐波的三相电流瞬时值，这就是基于瞬时无功功率理论的第n次谐波电流的计算方法，它可以通过调整ip、iq值改变第n次谐波电流的大小。如图3所示。通过这个算法可以分别求出2次、4次、5次、7次、8次、10次、11次、 13次、14次、16次、17次、19次等的三相谐波电流。注：这里不能求出3、6、9等零序性谐波电流。

矩阵矩阵矩阵C23为矩阵C32的逆矩阵。

根据给出各次谐波的ip、iq值，可以分别求出各次谐波电流的瞬时值，并把各次谐波电流的瞬时值进行叠加，得出总的谐波电流数值，把这个总的谐波电流作为谐波发生器的参考电流(包括abc三相)，然后跟谐波发生器的实际输出电流ic(包括abc三相)进行比较，其差值A进行PID 放大后与三角波信号进行比较，就可以得到控制谐波发生器的PWM脉宽调制信号，如图4所示。所有这些过程都是在DSP内部实现的。

再经过IGBT驱动电路放大后就可以控制三相逆变器的6个IGBT工作，实现谐波发生器的功能。

本实施例未述部分与现有技术相同。