[發明專利]一種三相交流信號低次諧波濾波方法

在審

• 申請號: 202010174342.0
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111244959A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 郭育華;盧國濤;余勝;羅銳
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;成都思特電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種三相交流信號低次諧波濾波方法，首先根據要濾除的待濾波三相交流信號的諧波次數構建包含第一變壓器至第N變壓器的多脈波整流電路，將待濾波的三相交流信號虛擬為第一變壓器的二次側電流信號；根據第一變壓器分別與第二變壓器至第N變壓器的電流的相位關系，將第一變壓器的二次側電流信號分別進行平移，得到第二變壓器至第N變壓器的二次側電流信號；再根據每個變壓器各自的初級繞組和次級繞組的關系，由N個變壓器的二次側電流信號變換得到一次側電流信號；最后將N個變壓器的一次側電流信號相加后除以N，得到經過濾波后的信號。本發明提出的濾波方法用更小的時延完全濾除了三相信號中的低次諧波成份，且沒有影響有效信號的精度。

技術領域

本發明涉及一種三相交流信號低次諧波的濾波方法，適用于三相電路的電壓和電流信號濾波。

背景技術

在工業電能應用過程中，三相系統最為廣泛。三相電能質量檢測和控制過程中，常常需要提取三相電壓或電流的基波信號。三相系統中，通常電壓和電流不含3的倍數次諧波、不含偶次諧波，只含有5次、7次、11次、13次、17次、19次、23次、25次等6k±1(其中k為正整流數)次諧波成份，且諧波次數越低，其含量也越高。常用一階或二階濾波器，對含有低次諧波的信號進行濾波，要得到好的濾波效果，其截止頻率要低于最低諧波頻率的1/10-1/5，這樣就會造成較大信號時延，降低了信號的響應速度，同時造成基波信號較大的衰減，降低了信號精度。在控制過程中，時延和精度都會影響控制性能，嚴重時可能導致系統不穩定。

發明內容

針對上述傳統濾波方法中存在的信號時延大和精度低的不足，本發明提出一種三相交流信號低次諧波濾波方法，利用多脈波整流提高交流側電能質量的思想，將待濾波的三相交流信號虛擬為多脈波整流的其中一個整流變壓器的二次側電流，經過時延構建多脈波整流其余變壓器二次側輸出電流信號，再利用整流變壓器初級繞組和次級繞組間的對應關系，構建每個變壓器次級繞組對應的一次側的電流信號，多個整流變壓器的一次側電流信號合成后，信號中部分低次特征諧波被抵消，從而達到了減小諧波的目的。

本發明的技術方案為：

一種三相交流信號低次諧波濾波方法，包括如下步驟：

步驟一：根據要濾除的待濾波三相交流信號諧波次數構建一個多脈波整流電路，所述多脈波整流電路包括N個變壓器，N為大于1的正整數，其中一個變壓器記為第一變壓器，其余N-1個變壓器記為第二變壓器至第N變壓器，將所述待濾波的三相交流信號虛擬為所述第一變壓器的二次側的電流信號；

步驟二、根據第一變壓器分別與第二變壓器至第N變壓器的次級電流相位關系，將所述第一變壓器的二次側電流信號分別進行平移，得到第二變壓器至第N變壓器的二次側電流信號；

步驟三、根據所述N個變壓器各自的初級繞組和次級繞組的關系，由所述N個變壓器的二次側電流信號分別求出所述N個變壓器的一次側的電流信號；

步驟四、將步驟三得到的所述N個變壓器的一次側電流信號相加后除以N，得到所述待濾波的三相交流信號經過濾波后的信號。

具體的，所述多脈波整流電路為12脈波整流電路時，N為2；所述多脈波整流電路為18脈波整流電路時，N為3；所述多脈波整流電路為24脈波整流電路時，N為4。

具體的，所述第一變壓器至第N變壓器中每相鄰兩個之間次級繞組的相位依次滯后，相差為將所述第一變壓器的二次側電流信號依次平移(N為大于1的正整數)個基波周期得到對應的第二變壓器至第N變壓器的二次側電流信號。

具體的，所述待濾波的三相交流信號為三相電流信號或三相電壓信號。