[實用新型]有源式電力濾波器

有效

• 申請號: 201420560031.8
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN204216585U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 黃穎博
• 申請（專利權）人: 百固電氣有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種濾波器，更具體地說，它涉及一種有源電力濾波器。

背景技術

有源電力濾波器是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對不同大小和頻率的諧波進行快速跟蹤補償，之所以稱為有源，是相對于無源LC濾波器，只能被動吸收固定頻率與大小的諧波而言，APF可以通過采樣負載電流并進行各次諧波和無功的分離，控制并主動輸出電流的大小、頻率和相位，并且快速響應，抵銷負載中相應電流，實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功和不平衡。

如圖1所示為最基本的有源電力濾波器系統構成原理圖。圖中Vs表示交流電源，負載為諧波源，它產生諧波并消耗無功功率。APF系統由兩大部分組成，即指令運算電路和補償電流發生電路（由電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路等三部分構成）。指令運算電路是檢測出補償對象中諧波和無功等電流分量。補償電流發生電路則是根據運算電路得出的補償指令信號，產生實際的補償電流。主電路均采用PWM變流器。

常見的PWM變流器，其主要由6個IGBT（絕緣柵極型功率管）組成，IGBT是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式電力電子器件；IGBT組成的PWM變流器具有較低的開關損耗，以便于在其控制極受控于驅動電路，以產生補償電流的過程中，規避過大的開關損耗。

針對有源電力濾波器，其實質是從補償對象中檢測出諧波電流,利用可控的功率半導體器件向電網注入與原有諧波幅度相等、相位相反的電流,使電源的總諧波電流為零,達到實時補償諧波電流的目的，上述的諧波電流受制于補充對象中的實際電流，如果檢測出來的諧波電流的頻率大于IGBT的開關頻率，則會出現補償電流失真，無法有效地補償原有的諧波電流。這樣會使輸入至負載的電流依舊帶有諧波影響負載性能；如果檢測出來的諧波電流的頻率過小，則證實諧波電流相對于基波電流而言是可忽視的，補償電流是沒必要的。

實用新型內容

針對現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種檢測諧波電流的頻率，一方面防止頻率過大時，補償電流失真，造成補償后的主線路電流依舊帶有大量諧波對后續的負載造成影響；另一方面防止頻率過小時，主線路電流中的諧波對負載不會造成實質影響，而此時依舊會有補償電流產生，其實質是非必要的，僅僅會造成功耗，的有源式電力濾波器。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：

?一種有源式電力濾波器，包括有諧波檢測運算電路、電流跟蹤控制電路、驅動電路和主電路，該諧波檢測運算電路與電流跟蹤控制電路之間耦接有一開關電路，該開關電路控制該信號諧波檢測運算電路的啟閉，該諧波檢測運算電路耦接有一頻率檢測電路，該頻率檢測電路響應于諧波檢測運算電路輸出的諧波信號，輸出一控制信號，以控制開關電路的啟閉。

?作為本實用新型的設置為，該頻率檢測電路包括有放大整形電路、單片機測頻電路，該放大整形電路響應于該諧波信號，以輸出一方波信號，該單片機測頻電路響應于該方波信號，將該方波信號的頻率與預設的頻率閥值比較，以輸出控制信號。

?作為本實用新型的設置為，該放大整形電路包括有放大電路和整形電路，該放大電路響應于該諧波信號，以放大該諧波信號并輸出一放大信號，該整形電路響應于該放大信號，以對該放大信號整形并輸出一方波信號。

?作為本實用新型的設置為，該放大電路包括有放大器，該放大器的一輸入端接收該諧波信號，另一輸入端接地，該放大器的輸出端輸出放大信號至整形電路。

?作為本實用新型的設置為，該整形電路包括有比較器，該比較器的一輸入端接收該放大信號，另一輸入端輸入一基準電壓，該比較器的輸出端輸出方波信號至單片機測頻電路的單片機。

?作為本實用新型的設置為，該開關電路包括有開關元件，該開關元件一端與頻率檢測運算電路耦接，以接收諧波信號，另一端耦接至電流跟蹤控制電路，其控制端受控于該控制信號。

?與現有技術相比，本實用新型一方面克服了由于IGBT的開關頻率是限定的，當諧波頻率過大時會造成補償電流失真，導致主線路電流依舊攜帶大量的諧波電流，對負載造成破壞；另一方面當諧波頻率過低時，其諧波電流相對于基波電流可以忽略不計，則切斷對主線路電流的檢測與補償，減少非必要的功耗。

附圖說明

圖1為現有技術的有源式電力濾波器的系統框圖；

圖2為本實用新型有源式電力濾波器實施例的系統框圖；

圖3為本實用新型有源式電力濾波器實施例的放大電路圖；