[實用新型]一種低功耗有源電力濾波器

有效

• 申請號: 201520769601.9
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN204967267U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 李惠英
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 鄭興旺

技術領域

本實用新型涉及一種有源電力濾波器,更具體地說，它涉及一種低功耗有源電力濾波器。

背景技術

有源電力濾波器（APF）是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。是采用現代電力電子技術和基于高速DSP器件的數字信號處理技術制成的新型電力諧波治理專用設備。它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。指令電流運算電路實時監視線路中的電流，并將模擬電流信號轉換為數字信號，送入高速數字信號處理器（DSP）對信號進行處理，將諧波與基波分離，并以脈寬調制（PWM）信號形式向補償電流發生電路送出驅動脈沖，驅動IGBT或IPM功率模塊，生成與電網諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流注入電網，對諧波電流進行補償或抵消，主動消除電力諧波。

現在市場上最常見的是：并聯型有源濾波電器（參照圖1所示），其電路包括驅動電路、控制器、電流檢測電路、外部三相輸入電路、濾波主電路和保護電路。保護電路檢測電路中過流過壓的情況，并通過快速關斷裝置對整個濾波器電源進行關斷，其中外部三相輸入電路有三個互感器組成，分別原邊繞組同名端接于外部三相電路，其命名分別為X相外部三相輸入電路、Y相外部三相輸入電路、Z相外部三相輸入電路，異名端接外部負載，三個互感器的副邊繞組與濾波主電路連接。濾波主電路由防止電壓跳變的濾波阻抗、由六個IGBT開關組成的三相橋式整流電路，而且在六個IGBT開關上分別設置有六個快速二極管，分為三個濾波電路，X相濾波電路、Y相濾波電路、Z相濾波電路。用于IGBT開關的死區保護。濾波主電路的IGBT開關組的導通和關斷由控制器控制，控制器通過電流檢測電路（高通濾波電路）檢測到諧波，通過其運算轉化為數字信號，再由驅動電路控制濾波主電路IGBT開關的通斷。

現有的有源電力濾波器當總開關被開啟后，由于其主控芯片受控于諧波而工作，且由于其一般工頻較大，雖然控制電流較小，但是長時間使用必然會對其主控芯片壽命造成影響，如果在沒有基波電流輸入的情況下使IGBT和主控芯片一直保持在工作狀態，雖然濾波器的輸出不會造成較大的影響，但是在這種情況下，不可避免地會有較大的無功損失。

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自動檢測其諧波電流，并可在無諧波電流的情況下自動掉電的有源電力濾波器。

為實現上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：一種低功耗有源電力濾波器，包括驅動電路、控制器、電流檢測電路、外部三相輸入電路、濾波主電路，還包括低功耗自掉電電路，所述低功耗自掉電電路耦接于濾波主電路和外部三相輸入電路之間形成的結點，所述低功耗自掉電電路包括感應電路，耦接于濾波主電路和外部三相電路形成的結點，用于低功耗自掉電電路和濾波主電路之間的隔離和降壓，輸出幅值較低的三相交流電；整流電路，耦接于感應電路，用于將感應電路中輸出的三相交流電整流成便于檢測的直流電；基波判準電路，耦接于整流電路，當基波不存在時輸出掉電信號；第一掉電開關組，耦接于濾波主電路和外部三相輸入電路之間，當接收到掉電信號時，跳斷濾波主電路和外部三相電路的連接；第二掉電開關，耦接于控制器的供電管腳和控制器供電電源之間，當接收到掉電信號時，跳斷控制器和控制器供電電源之間的連接。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：通過感應電路將外部三相電壓降壓，通過整流電路將外部三相輸入的交流電變為可以測其電壓值的直流電，然后再通過保護主電路對直流電電壓值進行檢測，如果被檢測的直流電壓值低于預設值，那么判斷為該電路處于無需基波的狀態，此時就可以將電路進入低功耗模式，以保證控制器和IGBT不會一直處于工作狀態。

本實用新型可以進一步設置為：所述感應電路包括三相電壓互感器；其原邊繞組三個耦接線端子分別耦接于外部三相輸入電路三個輸入端；其副邊繞組三個耦接線端子耦接于整流電路，將其輸入端交流電壓降壓，可以在起到隔離作用的同時，減小低功耗自掉電電路的功耗。

本實用新型可以進一步設置為：所述整流電路包括第一整流橋，一端接于感應電路，另一端耦接于保護主電路；第二整流橋，一端接于感應電路，另一端耦接于保護主電路；第三整流橋，一端接于感應電路，另一端耦接于保護主電路；濾波電容，耦接于感應電路。通過三個整流橋整流，可以將三相交流電變為可以測量其電壓值的直流電，便于保護主電路的測量，而且結構簡單，成本相對較低，節約了經濟。