[實用新型]一種有源動態(tài)濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621015021.1
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN206148944U
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊杰;程海相;王光偉
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北華辰凱龍電力有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 盛亞仙

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電力設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種有源動態(tài)濾波器。

背景技術(shù)

隨著社會的進(jìn)步，照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯、計算機、UPS系統(tǒng)、整流器、逆變器、變頻器、變頻電機等非線性負(fù)載設(shè)備的大量應(yīng)用，基波電流發(fā)生畸變產(chǎn)生諧波。而諧波污染嚴(yán)重時，不僅會造成經(jīng)濟(jì)損失，還會帶來很多問題，例如設(shè)備故障率高、設(shè)備使用壽命下降、生產(chǎn)率低、系統(tǒng)安全性下降以及一些很難查找出原因的問題。若要降低該類負(fù)效應(yīng)帶來的危害，則需在電氣設(shè)備中進(jìn)行濾波。通過有源動態(tài)濾波器，生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的電流，對諧波進(jìn)行補償或抵消，主動消除電力諧波的需求。

電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、電梯、計算機、UPS系統(tǒng)、整流器、逆變器、變頻器、變頻電機等，都需要濾波器進(jìn)行相應(yīng)的諧波濾波以避免上述問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于解決電網(wǎng)運行中的動態(tài)諧波及其不良影響問題，提供一種有源動態(tài)濾波器，通過該濾波器可實時主動消除電力諧波帶來的諸多問題，本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種有源動態(tài)濾波器，由電流信號監(jiān)測模塊、電流信號處理模塊、高速處理模塊、脈寬調(diào)制模塊、電流補償發(fā)生器、監(jiān)測反饋模塊、預(yù)充電模塊和保護(hù)模塊八部分組成。

所述電流信號監(jiān)測模塊與電源母線相連，用于實時監(jiān)測電力系統(tǒng)主線電流信號變化。

所述電流信號處理模塊分別與電流信號監(jiān)測模塊和高速處理模塊相連，該電流信號處理模塊將接收到的模擬電流信號處理成數(shù)值信號并傳送至高速處理模塊。

所述高速處理模塊與脈寬調(diào)制模塊和檢測反饋模塊相連，該高速處理模塊負(fù)責(zé)將數(shù)值信號進(jìn)行諧波基波分離并接受監(jiān)測反饋模塊反饋的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

所述脈寬調(diào)制模塊與電流補償發(fā)生器相連，該脈寬調(diào)制模塊接收高速處理模塊發(fā)出的指令后進(jìn)行脈寬調(diào)制。

所述電流補償發(fā)生器與監(jiān)測反饋模塊相連，該電流補償發(fā)生器接受脈寬調(diào)制模塊發(fā)出的指令后能生成補償電流。

所述監(jiān)測反饋模塊還與預(yù)充電模塊相連，該監(jiān)測反饋模塊能夠?qū)崟r監(jiān)測補償電流并反饋給高速處理模塊進(jìn)行調(diào)整。

所述預(yù)充電模塊與監(jiān)測反饋模塊相連，該預(yù)充電模塊可對電流補償發(fā)生器進(jìn)行預(yù)充電。

所述預(yù)充電模塊與保護(hù)模塊相連，該預(yù)充電模塊可對電流補償發(fā)生器進(jìn)行預(yù)充電。

所述保護(hù)模塊與電源母線相連，其能夠保護(hù)電流補償發(fā)生器。

所述電流信號監(jiān)測模塊包括用于采集電流信號的電流互感器。

所述電流信號處理模塊包括用于將采集的模擬電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。

所述高速處理模塊包括諧波基波分離單元、諧波對比單元，所述諧波基波分離單元用于將電流信號處理模塊和監(jiān)測反饋模塊發(fā)出的數(shù)字信號進(jìn)行諧波基波分離得到諧波波形；所述諧波對比單元用于對比電流信號處理模塊和監(jiān)測反饋模塊發(fā)出的數(shù)字信號，得到差值作為實時補償信號。

所述脈寬調(diào)制模塊包括基波參考單元、諧波基波對比單元，所述基波參考單元為標(biāo)準(zhǔn)基波波形，用于與諧波對比；所述諧波基波對比單元用于將諧波基波與基波參考單元對比得到開關(guān)信號。

所述電流補償發(fā)生器包括IGBT、電容器，所述IGBT用于接收脈寬調(diào)制模塊發(fā)出的開關(guān)信號并控制對應(yīng)的電容器生成幅值相等、極性相反的補償電流；所述電容器用于提供生成補償電流的電能。

所述監(jiān)測反饋模塊包括電流采集單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述電流采集單元包括用于采集電流信號的電流互感器；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將采集的模擬電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并傳遞給高速處理模塊。

所述預(yù)充電模塊包括預(yù)充電電阻、電壓監(jiān)測模塊、接觸器、電抗器，所述預(yù)充電電阻用于對電流補償發(fā)生器的電容器進(jìn)行限流充電；所述電壓監(jiān)測模塊用于監(jiān)測充電后端的電壓；所述接觸器在充電電壓達(dá)到預(yù)定值，預(yù)充電結(jié)束后閉合；所述電抗器用于限制電流突變。

所述保護(hù)模塊包括用于限制電流過大的熔斷器。

本實用新型的有源動態(tài)濾波器具有以下有益效果：(1)實時監(jiān)控電源母線上的電流信號，對電網(wǎng)諧波基波進(jìn)行分離分析處理，然后進(jìn)行脈寬調(diào)制生成與電網(wǎng)諧波電流幅值相等、極性相反的補償電流，主動消除電力諧波；(2)能夠?qū)ρa償電流進(jìn)行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋至高速處理器從而對生成的補償電流進(jìn)行校正；(3)結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)實用，使用效果非常好。

附圖說明

圖1為本實用新型有源動態(tài)濾波器工作原理示意圖。

具體實施方式