[實用新型]基于現場自調適應的LCL無源濾波器

有效

• 申請號: 201420039192.2
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN203850834U
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 王偉剛
• 申請（專利權）人: 上海仁廣實業發展有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 徐偉奇

技術領域

本實用新型涉及IPC國際分類H02P電動機、發電機、或機電變換器的控制或調節設備裝置，尤其是基于現場自調適應的LCL無源濾波器。?

背景技術

無源濾波器，是傳統的諧波補償裝置，又稱LC濾波器，就是該裝置不需要額外提供電源。是利用電感、電容和電阻的組合設計構成的濾波電路，可濾除某一次或多次諧波，最普通易于采用的無源濾波器結構是將電感與電容串聯，可對主要次諧波（3、5、7）構成低阻抗旁路；單調諧濾波器、雙調諧濾波器、高通濾波器都屬于無源濾波器。LC濾波器一般是由濾波電容器、電抗器和電阻器適當組合而成，與諧波源并聯，除起濾波作用外，還兼顧無功補償的需要；LC濾波器按照功能分為低通濾波器、LC帶通濾波器、高通濾波器、LC全通濾波器、LC帶阻濾波器；按調諧又分為單調諧濾波器、雙調諧濾波器及三調諧濾波器等幾種。其中具有電感-電容-電感結構的濾波器也稱LCL濾波器。?

為抑制開關頻率輸出電流諧波，LCL濾波器在電壓源PWM控制逆變器中成為首選，它與L型或LC型濾波器相比，LCL濾波器對電流高頻分量具有更強的抑制能力，LCL的不同比例組合使濾波器在高頻段有不同的衰減特性，而低頻段增益與L型或LC型濾波器相同。顯然，LCL濾波器通過引入電容C，使高頻衰減顯著增強，有利于抑制開關紋波。但是LCL濾波器的引入又帶來了新的問題：LCL的引入使濾波器由一階系統變為三階系統，高速永磁電機調速范圍寬，由于濾波器的存在，會使電機電流產生相移，并且相移跟隨轉速變化，此時高速電機系統在非線性、參數攝動、負載擾動和未建模動態的綜合作用下，其魯棒性和轉矩、轉速的動態跟蹤精度難以保證。其中，魯棒是Robust的音譯，是在異常和危險情況下系統生存的關鍵。即使在有源電力濾波器中應用LCL濾波器也具有高頻阻帶性能好、低頻補償性能強等優點，但其參數確定仍困難?，F有LCL型濾波器中包括的三個參數為相對固定值，如經不恰當的設計卻不能基于現場可調則必然將降低濾波性能，甚至引起諧振、不穩定等問題。?

公知技術中公開較多，霍爾互感器可廣泛應用與變頻調速裝置、逆變裝置、UPS?電源、逆變焊機、電解電鍍、數控機床、微機監測系統、電網監控系統和需要隔離檢測電流電壓的各個領域中?；魻栯娏鱾鞲衅骰诖牌胶馐交魻栐恚撮]環原理，當原邊電流產生的磁通通過高品質磁芯集中在磁路中，霍爾元件固定在氣隙中檢測磁通，通過繞在磁芯上的多匝線圈輸出反向的補償電流，用于抵消原邊產生的磁通，使得磁路中磁通始終保持為零。經過特殊電路的處理，傳感器的輸出端能夠輸出精確反映原邊電流的電流變化。連接安裝時，原邊導線應放置于傳感器內孔中心，盡可能不要放偏;原邊導線盡可能完全放滿傳感器內孔，不要留有空隙。閉環原理的霍爾電流傳感器較多，基本應用方式是傳感器檢測前端情況，輸出信號給信號采集裝置，由信號采集裝置經過采集、信號轉換等步驟，有線傳輸至控制中心，由控制中心統一進行監控。開環的霍爾電流傳感器采用的是霍爾直放式原理，閉環的霍爾電流傳感器采用的是磁平衡原理。所以閉環的在響應時間跟精度上要比開環的好很多。開環和閉環都可以監測交流電，一般開環的適用于大電流監測，閉環適用于小電流監測。?

公知技術中，霍爾電流互感器只能必須串聯在電路中，DSP實時采集電網側電壓，通過傅里葉分析，計算出各次諧波分量，然后控制繼電器的投切工作。在應用時，配合安裝霍爾電流互感器和CPU控制器件連接后形成自動調節的工作系統。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于現場自調適應的LCL無源濾波器，?提高工作穩定性和參數設置的可靠性能。?

本實用新型的目的將通過以下技術措施來實現：包括逆變器側濾波電感L1、網側濾波電感L2、濾波電容C、阻尼電阻R和繼電器K，還包括霍爾電流互感器和CPU，霍爾電流互感器與CPU串聯連接在電路中，CPU與繼電器K電連接；在串聯連接的逆變器側濾波電感L1和網側濾波電感L2之間連接至少一個包含濾波電容C和阻尼電阻R的電路，該電路的另一端連接至三相星型公共點，同時，該電路由三個并聯的單元構成，其每個單元又包括串并聯的五個線路，該線路上分別串聯連接濾波電容C、阻尼電阻R和繼電器K。有CPU通過霍爾電流互感器采集的電流信息，經過分析計算出此時高次諧波的大小，同時要求不能產生諧振，這時CPU會根據之前存儲的經驗算法給出電阻值和電流值的范圍。隨即發出指令改變繼電器狀態，控制電阻可以根據并聯改變阻值，電容可以根據并聯改變容值大小，這樣就改變了電阻R和電容C的值。?