一種有源濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型設(shè)及一種有源濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力公網(wǎng)中連接有多種負(fù)載裝置，其中很大一部分負(fù)載裝置為非線性負(fù)載，非線 性負(fù)載在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生頻率與工頻頻率不同的諧波電流，諧波電流進(jìn)入公網(wǎng)中會(huì)產(chǎn)生 諧波污染，對(duì)其它用電設(shè)備造成影響和損害，如使電能的利用效率降低、電氣設(shè)備過熱、電 氣元件使用壽命縮短等。因此為了減少諧波污染，需要對(duì)非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流進(jìn)行 補(bǔ)償。
[0003] 現(xiàn)有的技術(shù)方案是在非線性負(fù)載的兩端并聯(lián)有源濾波器:有源電力濾波器檢測(cè)到 諧波電流后，產(chǎn)生與諧波電流幅值相同、相位相反的補(bǔ)償電流，補(bǔ)償電流與諧波電流在公網(wǎng) 主電路中相抵消，從而達(dá)到消除諧波電流的目的。但對(duì)于現(xiàn)有的有源濾波器，當(dāng)負(fù)載電路的 電流中包含容性分量時(shí)，有源電力濾波器可能會(huì)與負(fù)載發(fā)生諧振，影響濾波的穩(wěn)定性和諧 波消除效果?，F(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)諧振電流采取的技術(shù)措施主要是安裝調(diào)諧電抗器，改變整個(gè)電 路系統(tǒng)的諧振頻率W避免出現(xiàn)諧振，然而受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的制約，安裝調(diào)諧電抗器成本較高、難 度較大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種有源電力濾波器，在補(bǔ)償諧波電流 的同時(shí)抑制有源濾波器與負(fù)載發(fā)生諧振。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0006] -種有源濾波器，包括用于與負(fù)載相并聯(lián)并為負(fù)載補(bǔ)償諧波電流的有源濾波器功 率電路和與有源濾波器功率電路相連接的有源濾波器控制電路，所述有源濾波器控制電路 包括與有源濾波器功率電路相連接的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路，所述有源濾波器控制電路還包括 諧振判定器。
[0007] 進(jìn)一步地:所述有源濾波器控制電路還包括與諧振判定器相連接的阻尼系數(shù)選擇 器，所述阻尼系數(shù)選擇器連接有運(yùn)算器。
[000引進(jìn)一步地:所述阻尼系數(shù)選擇器具有選擇開關(guān)，所述選擇開關(guān)具有第一輸入端、第 二輸入端、輸出端和控制端，所述選擇開關(guān)的控制端與諧振判定器相連接。
[0009] 進(jìn)一步地:所述有源濾波器控制電路還包括與諧振判定器相連接的電流控制器W 及用于檢測(cè)有源濾波器功率電路電流和負(fù)載電路電流并與電流控制器相連接的諧波電流 檢測(cè)器，所述諧波電流檢測(cè)器還與有源濾波器功率電路和運(yùn)算器相連接。
[0010] 進(jìn)一步地:所述諧波電流檢測(cè)器包括安裝在有源濾波器功率電路中的補(bǔ)償電流檢 測(cè)裝置和安裝在產(chǎn)生諧波的負(fù)載電路中的負(fù)載電流檢測(cè)裝置，所述諧波電流檢測(cè)器還包括 具有正輸入端、負(fù)輸入端和差值輸出端的求差運(yùn)算電路，所述求差運(yùn)算電路的正輸入端與 負(fù)載電流檢測(cè)裝置的輸出端相連接，負(fù)輸入端與補(bǔ)償電流檢測(cè)裝置的輸出端相連接；
[0011] 所述諧波電流檢測(cè)器還包括傅立葉變換計(jì)算器，所述傅立葉變換計(jì)算器的輸入端 與求差運(yùn)算電路的差值輸出端相連接；
[0012] 所述傅立葉變換計(jì)算器的輸出端與運(yùn)算器相連接。
[001引進(jìn)一步地:所述電流控制器為比例諧振控制器，所述比例諧振控制器包括比例環(huán) 節(jié)和諧振單元，所述比例諧振控制器還包括具有兩個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口的求和運(yùn)算器， 所述求和運(yùn)算器的一個(gè)輸入口與比例環(huán)節(jié)的輸出端口相連接，另一個(gè)輸入口與諧振單元的 輸出端口相連接，所述求和運(yùn)算器的輸出口與諧振判定器相連接;所述諧振單元的輸入端 與傅立葉變換計(jì)算器輸出端相連接。
[0014] 進(jìn)一步地:所述比例諧振控制器的比例環(huán)節(jié)為低通濾波器。
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[0015] 進(jìn)一步地:所述比例諧振控制器的諧振單元的傳遞函數(shù)為 其中ω '為第j次諧波的角頻率，ω〇為系統(tǒng)的基波角頻率。
[0016] 進(jìn)一步地:所述比例諧振控制器的比例環(huán)節(jié)為低通濾波器；
[0017] 所述傅立葉變換計(jì)算器的輸出端還通過有效值計(jì)算器一與低通濾波器相連接;所 述低通濾波器的輸出端與阻尼系數(shù)選擇器相連接。
[0018] 進(jìn)一步地:所述比例諧振控制器的比例環(huán)節(jié)為低通濾波器；
[0019] 所述傅立葉變換計(jì)算器的輸出端還通過有效值計(jì)算器Ξ與阻尼系數(shù)選擇器相連 接;所述求差運(yùn)算電路的差值輸出端依次通過濾波器和有效值計(jì)算器二與低通濾波器相連 接。
[0020] 進(jìn)一步地:所述運(yùn)算器連接有逆傅立葉變換器，所述逆傅立葉變換器的輸出端與 驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路相連接。
[0021] 進(jìn)一步地:所述有源濾波器功率電路包括全橋逆變電路W及與全橋逆變電路相串 聯(lián)的輸出電感，所述全橋逆變電路兩端還并聯(lián)有電容;所述全橋逆變電路與驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生 電路相連接。
[0022] 相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有W下積極效果：（1)有源濾波器與負(fù)載發(fā)生諧振 時(shí)，本實(shí)用新型的有源濾波器可根據(jù)諧振有效值產(chǎn)生第二阻尼系數(shù)，然后將第二阻尼系數(shù) 與各次諧波的幅值相乘得到驅(qū)動(dòng)指令，快速降低了諧振頻率處的驅(qū)動(dòng)指令，控制有源濾波 器快速停止輸出諧振頻率處的補(bǔ)償，從而在提供諧波補(bǔ)償?shù)耐瑫r(shí)能夠快速抑制有源濾波器 與負(fù)載發(fā)生諧振，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和有源濾波器的補(bǔ)償效果；（2)第二阻尼系數(shù)隨諧振 有效值增大而減小，從而根據(jù)諧振大小對(duì)諧振進(jìn)行抑制，進(jìn)一步提高了抑制效果；（3)通過 更改諧振單元中的參數(shù)可W對(duì)諧振頻率進(jìn)行設(shè)定，具有通用性好、應(yīng)用靈活的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0023] 圖1為具體實(shí)施例1中有源濾波器的有源濾波器功率電路與負(fù)載并聯(lián)并連入交流 電路中后的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2為具體實(shí)施例2中有源濾波器的有源濾波器功率電路與負(fù)載并聯(lián)并連入交流 電路中后的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖3為本實(shí)用新型中全橋逆變電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案：
[0027] -種有源濾波器，包括用于與負(fù)載相并聯(lián)并為負(fù)載補(bǔ)償諧波電流的有源濾波器 功率電路和與有源濾波器功率電路相連接的有源濾波器控制電路；
[002引所述有源濾波器功率電路包括全橋逆變電路、輸出濾波電感和直流儲(chǔ)能電容，所 述直流儲(chǔ)能電容連接在所述開關(guān)電路的直流端，所述輸出濾波電感并聯(lián)在所述全橋逆變電 路的交流輸出端，將所述全橋逆變電路輸出的補(bǔ)償電流并入負(fù)載電路，為其補(bǔ)償諧波，達(dá)到 濾除系統(tǒng)諧波的目的；全橋逆變電路與驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路相連接;如圖3,所述全橋逆變電 路為開關(guān)電路，其可W將直流儲(chǔ)能電容的直流電能逆變?yōu)檠a(bǔ)償電流，也可W利用交流輸入 為所述直流儲(chǔ)能電容充電。
[0029] 所述有源濾波器控制電路包括與有源濾波器功率電路相連接的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電 路，還包括諧振判定器和阻尼系數(shù)選擇器;所述阻尼系數(shù)選擇器具有選擇開關(guān)，所述選擇開 關(guān)具有第一輸入端、第二輸入端、輸出端和控制端，所述選擇開關(guān)的控制端與諧振判定器相 連接，所述阻尼系數(shù)選擇器的輸出端連接有運(yùn)算器;所述運(yùn)算器連接有逆傅立葉變換器，所 述逆傅立葉變換器的輸出端與驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生電路相連接。
[0030] 所述有源濾波器控制電路還包括用于檢測(cè)有源濾波器功率電路電流和負(fù)載電路 電流的諧波電流檢測(cè)器。
[0031] 如圖1或2,所述諧波電流檢測(cè)器包括安裝在有源濾波器功率電路中的補(bǔ)償電流檢 測(cè)裝置2和安裝在產(chǎn)生諧波的負(fù)載電路中的負(fù)載電流檢測(cè)裝置1，所述諧波電流檢測(cè)器還包 括具有正輸入端、負(fù)輸入端和差值輸出端的求差運(yùn)算電路3,所述求差運(yùn)算電路3的正輸入 端與負(fù)載電流檢測(cè)裝置1的輸出端相連接，負(fù)輸入端與補(bǔ)償電流檢測(cè)裝置2的輸出端相連 接；
[0032] 所述諧波電流檢測(cè)器還包括傅立葉變換計(jì)算器，所述傅立葉變換計(jì)算器的輸入端 與求差運(yùn)算電路3的差值輸出端相連接；
[0033] 所述傅立葉變換計(jì)算器的輸出端與運(yùn)算器相連接。
[0034] 如圖1或2,所述有源濾波器控制電路還包括電流控制器，所述電流控制器為比例 諧振控制器，所述比例諧振控制器包括比例環(huán)節(jié)和諧振單元，所述比例諧振控制器還包括 具有兩個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口的求和運(yùn)算器4,所述求和運(yùn)算器4的一個(gè)輸入口與比例環(huán)節(jié) 的輸出端口相連接，另一個(gè)輸入口與諧振單元的輸出端口相連接，所述求和運(yùn)算器4的輸出 口與諧振判定器相連接;所述諧振單元的輸入端與傅立葉變換計(jì)算器輸出端相連接；
[0035] 所述比例諧振控制器的比例環(huán)節(jié)為低通濾波器；
[0036] 所述比例諧振控制器的諧振單元的傳遞函數(shù)為
其中ω ' 為第j次諧波的角頻率，ω〇為系統(tǒng)的基波角頻率。
[0037] 具體實(shí)施例一：
[0038] 如圖1，所述傅立葉變換計(jì)算器的輸出端還通過有效值計(jì)算器一與低通濾波器相 連接;所述低通濾波器的輸出端與阻尼系數(shù)選擇器相連接。
[0039] 該有源濾波器的控制方法如下：
[0040] (A)補(bǔ)償電流檢測(cè)裝置2和負(fù)載電流檢測(cè)裝置1分別檢測(cè)有源濾波器功率電路ip的 電流和負(fù)載電路的電