一种有源电力滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及电网电能质量的改善，特别涉及一种有源电力滤波器。
【背景技术】
[0002]电能既是一种经济实用、清洁方便且容易传输、控制和转换的能源形式，又是一种由电力部门向电力用户提供，并由供、用双方共同保证质量的特殊产品。电能质量直接关系到国民经济的总体效益，电能的应用程度是一个国家发展水平和综合国力的主要标志之一。电能质量问题在许多国家已经引起电力部门和用户的广泛关注。
[0003]随着时代的进步、科技的发展，现代电网与负荷结构已经发生了很大变化，对电能质量的控制情况，现有技术仍处于初级阶段，技术上不够成熟。由于电能质量不理想引发能源利用的效率问题，渐渐被关注起来，因此推动电能质量监测系统的研究势在必行。
[0004]针对上述问题，提供一种新型的电力滤波器，解决电力系统中的谐波污染是现有技术需要解决的问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种有源电力滤波器，以达到解决电力系统中谐波污染的目的，改善电能质量。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是，一种有源电力滤波器，其特征在于:所述的滤波器包括电流检测采样电路采集电网电流的数据后送入DSP控制模块，DSP控制模块进行数据判断处理后通过PWM输出单元输出；电流检测采样电路连接有过零检测电路。
[0007]所述的DSP控制模块接收锁相倍频电路的倍频信号。
[0008]所述的DSP控制模块同时连接存储单元和通信接口。
[0009]所述的电流检测采样电路检测到电网电流后，转换为更易于检测的较小的信号电流，再通过采样电阻后把电流变成信号电压后送给DSP控制模块的A/D端口。
[0010]所述的过零检测电路产生与系统电压同频率的方波信号恢复正弦表的触发信号的同时驱动A/D的数据釆样及时启动，并作为锁相倍频电路的输入，得到在一个电压周期时间内所必备的釆样时间点，同时为在无功电流计算时提供与A相电压能形成同步的过零信号。
[0011]所述的锁相倍频电路控制相位比较器的输出，使其正比于方波信号的相位差，该相位差由同步信号电路产生且与A相电压同步。继而送往低通滤波器，确保低通滤波器的输出为一个频率变化的电压，同时将倍频信号送给DSP控制模块进而来控制A/D采样的启动。
[0012]—种有源电力滤波器，由于采用上述的结构，本发明分别对非线性负载中的电流经过检测。然后送给信号调理电路，经过调理电路的调理作用，使其大小在指令电流生成模块所能接受的信号区间内。使的最终控制信号的输出真实精确有效，使直流侧电压稳定的效果，也预防过压、过流等故障的产生。
【附图说明】
[0013]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；
[0014]图1为本发明一种有源电力滤波器的原理框图；
[0015]图2为本发明一种有源电力滤波器中电流检测采样电路的电路图；
[0016]图3为本发明一种有源电力滤波器中过零检测电路的电路图；
[0017]图4为本发明一种有源电力滤波器中锁相倍频电路的电路图；
[0018]在图1中，1、DSP控制模块;2、电流检测采样电路;3、电网电流;4、过零检测电路;5、锁相倍频电路;6、PffM输出单元;7、通信接口； 8、存储单元。
【具体实施方式】
[0019]本发明包括电流检测采样电路2采集电网电流3的数据后送入DSP控制模块I，DSP控制模块I进行数据判断处理后通过PWM输出单元6输出；电流检测采样电路2连接有过零检测电路4。DSP控制模块I接收锁相倍频电路5的倍频信号。DSP控制模块I同时连接存储单元8和通信接口 7。
[0020]具体如图丨所示，DSP控制模块丨使用DSP TMS320F28335芯片作为指令电流生成电路的核心硬件控制芯片，TMS320F28335该型芯片则能以每秒百万次指令的高速率运行，含有丰富的片上I/O引脚同时也集成片内外设(如SP1、A/D转换、SC1、CAN总线和事件管理器A和B两模块等等)IWM波信号输出达到18路，其中的6路是TI芯片更高精度且所特有的PffM输出。再者还包括16通道ADC转换(12位)，且独特之处在于具备32位浮点运算处理单元，从而能够进行精确的浮点运算。同时该型与定点C28X处理器在软件上能够互相兼容，为此软件开发得到进一步简化，幵发周期得到近一步缩短，开发成本自然而然得到降低。
[0021]电流检测釆样电路2不仅需要采集负载电流同时还要补偿电流信号采集，将电流信号成功转变为送给A/D它易于接受的信号电压。
[0022]过零检测电路4在系统中的用途在于产生与系统电压同频率的方波信号用来作为恢复正弦表的触发信号同时能使得A/D的数据釆样及时启动，和用于倍频电路的输入，对电网电压信号经过检测，从而能够准确掌握电网中实时频率。继而在锁相倍频电路5的作用下能够准确的得到在一个电压周期时间内所必备的釆样时间点。还有为在无功电流计算时提供与A相电压能形成同步的过零信号。
[0023]锁相倍频电路5将倍频后的信号送给DSP控制模块I，在一个电压周期内获得准确的时间点进行米样，进而来控制A/D米样的启动。
[0024]本发明以28335型DSP为代表作为控制的核心。在该控制系统的设计与研究中主要运用的是通用I/O口的引脚模块，PffM波的功能生成模块以及ADC转换模块等以及过零检测电路，A/D采样，PffM输出和RAM及EEPROM存储器等。
[0025]如图2所示，先用电流检测采样电路2检测到电流，需先进行转换为更易于检测的较小的信号电流，从而接上采样电阻后把电流变成信号电压。不确定电压大小情况下，需经过信号调理电路电压转换，使其为O?3.3V之间的信号处理器AD模块能收到的小信号。然而检测到的电流属于双极性，所以用采样电阻和调理电路把信号调理并转换后送给DSP的A/D
□ O
[0026]如图3所示，过零检测电路4产生与系统电压同频率的方波信号用来作为恢复正弦表的触发信号同时能使得A/D的数据釆样及时启动，和用于倍频电路的输入，对电网电压信号经过检测，从而能够准确掌握电网中实时频率。继而在锁相倍频电路的作用下能够准确的得到在一个电压周期时间内所必备的釆样时间点。还有为在无功电流计算时提供与a相电压能形成同步的过零信号。
[0027]如图4所示，锁相倍频电路5控制相位比较器的输出，使其正比于方波信号的相位差，该相位差由同步信号电路产生且与A相电压同步。继而送往低通滤波器，使得低通滤波器的输出为一个频率变化的电压，从而让输入输出信号的频率之差尽量减小最终能到达零。接着以CD4040 (十二进制计数器)为核心的电路来实现128倍频，将倍频后的信号送给DSP控制模块I进而来控制A/D采样的启动。
[0028]本发明首先，分别对非线性负载中的电流经过检测。然后送给信号调理电路，经过调理电路的调理作用，使其大小在指令电流生成模块所能接受的信号区间内。TMS320F28335型DSP作为指令电流生成电路的核心硬件控制芯片，在指令电流生成后由处理器经过运算处理得出需补偿谐波的电流信号，然后引入空间矢量的控制算法使其生成合适的PffM控制信号。PffM控制信号经过隔离反向作用后，从而送入到驱动电路，通过电流跟踪控制技术从而控制电路中的PWM信号，经光稱隔离并放大后从而得以驱动逆变电路中的开关器件。最后，再由补偿信号同样通过信号调理电路进行调理后来补偿回原系统。从而实现使最终控制信号的输出真实精确有效，使直流侧电压稳定的效果，也预防过压、过流等故障的产生。
[0029]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。
【主权项】
1.一种有源电力滤波器，其特征在于:所述的滤波器包括电流检测采样电路(2)采集电网电流(3)的数据后送入DSP控制模块(I)，DSP控制模块(I)进行数据判断处理后通过PffM输出单元(6)输出；电流检测采样电路(2)连接有过零检测电路(4)。2.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于:所述的DSP控制模块(I)接收锁相倍频电路(5)的倍频信号。3.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于:所述的DSP控制模块(I)同时连接存储单元(8)和通信接口(7)。4.根据权利要求1所述的一种有源电力滤波器，其特征在于:所述的电流检测采样电路(2)检测到电网电流(3)后，转换为更易于检测的较小的信号电流，再通过采样电阻后把电流变成信号电压后送给DSP控制模块(I)的A/D端口。5.根据权利要求1或2所述的一种有源电力滤波器，其特征在于:所述的过零检测电路(4)产生与系统电压同频率的方波信号恢复正弦表的触发信号的同时驱动A/D的数据釆样及时启动，并作为锁相倍频电路(5)的输入，得到在一个电压周期时间内所必备的釆样时间点，同时为在无功电流计算时提供与A相电压能形成同步的过零信号。6.根据权利要求2所述的一种有源电力滤波器，其特征在于:所述的锁相倍频电路(5)控制相位比较器的输出，使其正比于方波信号的相位差，该相位差由同步信号电路产生且与A相电压同步。继而送往低通滤波器，确保低通滤波器的输出为一个频率变化的电压，同时将倍频信号送给DSP控制模块(I)进而来控制A/D采样的启动。
【专利摘要】本发明公开了一种有源电力滤波器，其特征在于：所述的滤波器包括电流检测采样电路采集电网电流的数据后送入DSP控制模块，DSP控制模块进行数据判断处理后通过PWM输出单元输出；电流检测采样电路连接有过零检测电路。由于采用上述的结构，本发明分别对非线性负载中的电流经过检测。然后送给信号调理电路,经过调理电路的调理作用,使其大小在指令电流生成模块所能接受的信号区间内。使的最终控制信号的输出真实精确有效，使直流侧电压稳定的效果，也预防过压、过流等故障的产生。
【IPC分类】H02J3/01
【公开号】CN105552912
【申请号】CN201610125851
【发明人】江明, 高文根, 王元, 沈宗明, 陈小明, 田震, 王宗跃, 陈亚新
【申请人】安徽工程大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年3月4日