[實(shí)用新型]有源濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420457599.7
• 申請(qǐng)日: 2014-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN204068282U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林道飛;金良贊;林婷婷;林詣凱;楊迪芬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 信元瑞電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/26
• 分類號(hào): H02J3/26;H02J3/01
• 代理公司: 深圳市港灣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44258
• 代理人: 柴向榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電氣設(shè)備領(lǐng)域,更具體地說，它涉及一種有源濾波器。

背景技術(shù)

有源電力濾波器（APF）是一種用于動(dòng)態(tài)抑制諧波、補(bǔ)償無功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Υ笮『皖l率都變化的諧波以及變化的無功進(jìn)行補(bǔ)償。

顧名思義該裝置需要提供電源（用以補(bǔ)償主電路的諧波），其應(yīng)用可克服LC濾波模塊等傳統(tǒng)的諧波抑制和無功補(bǔ)償方法的缺點(diǎn)（傳統(tǒng)的只能固定補(bǔ)償），實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償，而且可以既補(bǔ)諧波又補(bǔ)無功；三相電路瞬時(shí)無功功率理論是APF發(fā)展的主要基礎(chǔ)理論；APF有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種，前者用的多；并聯(lián)有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯(lián)有源濾波器主要是治理電壓諧波等引起的問題。

目前，市場上的有源濾波器，如申請(qǐng)?zhí)枮?3250303.2的中國專利公開的有源電力濾波器，它包括IGBT功率模塊和控制器，所述控制器包括耦接的檢測模塊、控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與IGBT功率模塊連接。檢測模塊用于采集電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流和三相補(bǔ)償電流，控制模塊用于根據(jù)采集到的電網(wǎng)電壓、負(fù)載電流和三相補(bǔ)償電流進(jìn)行諧波檢測、指令提取及信號(hào)處理，進(jìn)而輸出PWM信號(hào)，驅(qū)動(dòng)單元用于對(duì)PWM信號(hào)功率放大后以控制IGBT功率模塊，IGBT功率模塊產(chǎn)生補(bǔ)償電流，進(jìn)行無功補(bǔ)償。這種有源濾波器，其IGBT功率模塊一般采用三相三橋臂逆變電路，由3個(gè)橋臂組成的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。不能有效解決三相系統(tǒng)中的不平衡問題，而三相不平衡問題將嚴(yán)重影響電能質(zhì)量，對(duì)設(shè)備造成損壞，為了滿足給不對(duì)稱負(fù)載供電的要求,輸出必須具有中線端,即三相四線輸出。常用方案有：一、直流輸入端并聯(lián)2個(gè)等值電容,電容中點(diǎn)作為三相輸出的中線端,該法易實(shí)現(xiàn),但直流電壓的利用率低，工作效率低；二、在三相輸出端加入1個(gè)自耦變壓器,用該變壓器形成中點(diǎn),但變壓器增加了系統(tǒng)的體積和重量。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能有效解決三相不平衡問題、工作效率高且系統(tǒng)體積小的有源濾波器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種有源濾波器，包括IGBT功率模塊和控制器，所述控制器包括依次串聯(lián)的檢測模塊、控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與IGBT功率模塊連接，所述IGBT功率模塊包括直流輸入端、三相四橋臂逆變電路和三相輸出端，所述三相四橋臂逆變電路與直流輸入端并聯(lián)，所述三相四橋臂逆變電路包括并聯(lián)的A相橋臂、B相橋臂、C相橋臂和中線橋臂，所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節(jié)點(diǎn)分別連接至三相輸出端，所述中線橋臂的中間節(jié)點(diǎn)通過三條中線支路分別連接至三相輸出端。

通過采用上述技術(shù)方案，三相四橋臂逆變電路相當(dāng)于在以往的三相三線逆變電路的基礎(chǔ)上增加一個(gè)橋臂對(duì)其直接控制，產(chǎn)生中性點(diǎn)電壓，并提供中性點(diǎn)電流流經(jīng)通路，使得三相四橋臂逆變電路可以產(chǎn)生三個(gè)獨(dú)立的電壓，從而有能力在不平衡和非線性負(fù)載時(shí)維持三相輸出電壓的對(duì)稱，簡單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加之合理的控制策略，即不存在對(duì)直流電壓利用率低的問題，工作效率高且系統(tǒng)體積小，工作可靠，有效解決了三相不平衡問題。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)的三相輸出端之間均串聯(lián)有交流濾波電感，所述三條中線支路與三相輸出端之間均串聯(lián)有交流濾波電容。

通過采用上述技術(shù)方案，由交流濾波電感和交流濾波電容構(gòu)成交流濾波電路，阻擋并短路超過本身頻率的或外來的高頻交流干擾成分，對(duì)電流濾波后注入三相輸入端，使電路運(yùn)行更穩(wěn)定。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述濾波電容的公共節(jié)點(diǎn)與中線橋臂的中間節(jié)點(diǎn)之間串聯(lián)連接有中點(diǎn)電感。

通過采用上述技術(shù)方案，當(dāng)三相電流不對(duì)稱時(shí)，中點(diǎn)電感上將流過電流，中點(diǎn)電感主要起到平滑中點(diǎn)電流的作用，對(duì)每相電流都有平衡效果。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述直流輸入端并聯(lián)有直流濾波電容。

通過采用上述技術(shù)方案，起到在負(fù)載突然變大時(shí)，直流濾波電容可以和直流輸入端一起向負(fù)載提供電流，濾去雜波，起到濾波作用，保持直流電壓的平滑，使電路運(yùn)行更穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型有源濾波器實(shí)施例的電路原理圖。

附圖標(biāo)記說明：1、直流輸入端；2、IGBT功率模塊；21、三相四橋臂逆變電路；211、A相橋臂；212、B相橋臂；213、C相橋臂；214、中線橋臂；22、交流濾波電感；23、交流濾波電容；24、中點(diǎn)電感；3、三相輸出端；31、直流濾波電容；4、控制器；41、檢測模塊；42、控制模塊；43、驅(qū)動(dòng)模塊；5、中線支路。

具體實(shí)施方式