电力有源滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电子领域、电网配电设备领域，具体地说，尤其涉及一种电力有源滤波器装置。
【背景技术】
[0002]有源电力滤波器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，抵销负载中相应电流，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。
[0003]但是现有的有源电力滤波器还存在可以进一步改进的地方，如功率密度进一步提尚，广品体积减小等等。
【实用新型内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型提供一种电力有源滤波器，以解决现有技术中显示屏容易碎裂的问题。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下:
[0006]电力有源滤波器，其特征在于，包括用以检测被测电压和电流的传感器，所述传感器与带有信号调理电路的信号调理和捕获板的一端连接，信号调理和捕获板的另一端与DSP控制板连接，DSP控制板产生PWM开关控制信号经光耦隔离后送到IGBT驱动板，控制三电平逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等、方向相反的谐波电流注入电网。
[0007]在本实用新型的一个优选实施例中，所述DSP控制板共有两块，分别是基于德州仪器T1-TMS320F28335和基于TMS320VC33的DSP控制板，其中一块作为主控制板，负责数据采集、信号指示、故障保护和PWM信号产生；另一块作为协处理器，完成实时数据计算，包括对采样处理器提取畸变电流中谐波和无功分量，计算PWM指令。进一步，两块DSP控制板之间通过双口 RAM进行数据通信，并通过总线共享资源。
[0008]在本实用新型的一个优选实施例中，还包括可以提供不同电源电压的电源板。
[0009]在本实用新型的一个优选实施例中，还包括按键和显示板，按键和显示板与信号调理和捕获板连接。
[0010]在本实用新型的一个优选实施例中，采用三相四线，消除中性线电流，在补偿谐波和基波无功功率的运行模式下，功率因数可以强制补偿到λ =1，并且使线电流三相平衡。
[0011]在本实用新型的一个优选实施例中，滤波范围'2?50次，且次数可选，单次补偿率可调快速响应时间:< 50us，全响应时间:< 5ms ο
[0012]本实用新型能够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，并快速响应，抵消负载中相应电流，实现动态跟踪补偿。
[0013]本实用新型采用三电平技术易于模块化设计，功率密度更小，系统稳定性更高，产品体积小。智能化控制，快速动态补偿任意次数的谐波。同时具有谐波补偿、无功补偿、不平衡补偿功能，治理效果可达THDi 0.99，有通讯接口，便于实现远方监控。可靠性高、维护工作量小，能减少电网电能损耗，提高供电质量。
[0014]本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型的产品原理框图；
[0016]图2为本实用新型提供的控制系统原理框图；
[0017]图3为本实用新型提供的系统框图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0019]参见图1，电力有源滤波器，包括电源板、两个DSP控制板、信号采集与调理板、IGBT驱动板、按键和显示板。本实用新型不仅用于有源电力滤波器的控制系统，同样适用于有大批数据处理的测控场合。
[0020]有源电力滤波器系统由两大部分组成，即指令电流运算电路和补偿电流发生电路。其中指令电流运算电路的核心是检测出补偿对象电流中的谐波和无功等电流分量。补偿电流发生电路的作用是根据指令电流运算电路得出的补偿电流的指令信号，产生实际的补偿电流，它由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路三个部分构成。主电路目前均采用PWM变流器。
[0021]本实用新型采用智能傅立叶算法，自主学习和适应系统阻抗特性神经网络。两种补偿模式:傅立叶分解(快速模式)，实时追踪(极快)。
[0022]采用三相四线，消除中性线电流，在补偿谐波和基波无功功率的运行模式下，功率因数可以强制补偿到λ =1，并且使线电流三相平衡。
[0023]由于控制系统由多块控制板组成，需要不同的电源电压供电，因此，设计了单独的电源板向系统供电，以便于模块化管理。
[0024]被测电压和电流量经过霍尔LEM传感器的采集，传至信号调理和捕获板，经过信号调理电路使其符合DSP控制板A/D输入端要求。
[0025]有源滤波器系统控制算法复杂，需要进行大量算术运算和控制逻辑处理，凭借高性能处理器才能满足系统要求。本系统设计了基于德州仪器T1-TMS320F28335和基于TMS320VC33的两块DSP控制板，在数据运算量大和对系统精确要求高的环境下，就需要两个DSP来进行协同工作，其中28335作为主控制器，负责数据采集、信号指示、故障保护和PWM信号产生等，VC33作为协处理器，主要完成实时数据计算，包括对采样处理器，提取畸变电流中谐波和无功分量，计算PWM指令等。两块DSP之间通过双口 RAM进行数据通信，并通过总线(包括数据总线、地址总线、控制总线)共享控制板上的资源。在数据运算量不是很大且对系统实时性要求高的时候，可以这种只用主控板上的28335来进行数据处理和控制，并通过总线共享VC33控制板上的资源。PWM开关控制信号在28335主控板产生，经光耦隔离后送到IGBT驱动板，控制逆变桥工作。
[0026]本实用新型实时监控系统阻抗，系统一旦发生谐振，有源滤波器自动停止补偿，谐振消除后重新自动补偿。谐波补偿率:>95%，电压畸变率<5%。
[0027]三相三线/三相四线，硬件兼容设计，只需通过软件更改，三相四线制中性线滤波能力为相滤波能力的3倍。
[0028]本实用新型具备无功补偿功能，可补偿感性无功和容性无功，目标功率因数可调。补偿谐波、谐波加无功、谐波无功及不平衡可选。
[0029]滤波范围:2?50次，且次数可选，单次补偿率可调快速响应时间:〈50us，全响应时间:< 5ms ο
[0030]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
【主权项】
1.电力有源滤波器，其特征在于，包括用以检测被测电压和电流的传感器，所述传感器与带有信号调理电路的信号调理和捕获板的一端连接，信号调理和捕获板的另一端与DSP控制板连接，DSP控制板产生PWM开关控制信号经光耦隔离后送到IGBT驱动板，控制三电平逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等、方向相反的谐波电流注入电网。
2.根据权利要求1所述的电力有源滤波器，其特征在于，所述DSP控制板共有两块，分别是基于德州仪器T1-TMS320F28335和基于TMS320VC33的DSP控制板，其中一块作为主控制板，负责数据采集、信号指示、故障保护和PWM信号产生；另一块作为协处理器，完成实时数据计算，包括对采样处理器提取畸变电流中谐波和无功分量，计算PWM指令。
3.根据权利要求1所述的电力有源滤波器，其特征在于，两块DSP控制板之间通过双口RAM进行数据通信，并通过总线共享资源。
4.根据权利要求1所述的电力有源滤波器，其特征在于，还包括可以提供不同电源电压的电源板。
5.根据权利要求1所述的电力有源滤波器，其特征在于，还包括按键和显示板，按键和显示板与信号调理和捕获板连接。
6.根据权利要求1所述的电力有源滤波器，其特征在于，采用三相四线，消除中性线电流，在补偿谐波和基波无功功率的运行模式下，功率因数可以强制补偿到λ =1，并且使线电流三相平衡。
7.根据权利要求1所述的电力有源滤波器，其特征在于，滤波范围'2?50次，且次数可选，单次补偿率可调快速响应时间:〈50us，全响应时间:〈5ms。
【专利摘要】本实用新型公开了一种电力有源滤波器，包括用以检测被测电压和电流的传感器，所述传感器与带有信号调理电路的信号调理和捕获板的一端连接，信号调理和捕获板的另一端与DSP控制板连接，DSP控制板产生PWM开关控制信号经光耦隔离后送到IGBT驱动板，控制三电平逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等、方向相反的谐波电流注入电网。本实用新型能够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，并快速响应，抵消负载中相应电流，实现动态跟踪补偿。
【IPC分类】H02J3-26, H02J3-18, H02J3-01
【公开号】CN204481481
【申请号】CN201520163793
【发明人】蒋家民, 苗柱, 董垒垒
【申请人】上海致达智利达系统控制有限责任公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年3月23日