專利名稱：：并聯(lián)諧振基波檢測的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及電力諧波治理領(lǐng)域，具體的涉及到有源濾波器中的并聯(lián)諧振基波檢測的電路。
背景技術(shù)：
：在人們提出的各種有源電力濾波器中，基波或諧波檢測是有源濾波器能否實(shí)用化的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前研究最為廣泛的基波或諧波檢測方案是基于瞬時(shí)無功功率理論的檢測方法，這種檢測方案是基于三相系統(tǒng)而提出的，它假設(shè)系統(tǒng)電壓是純正弦波，該假設(shè)在有大負(fù)載諧波源的地方往往不容易滿足，而且該方案要經(jīng)過幾次坐標(biāo)變化的計(jì)算和一個(gè)低通濾波器的濾波，實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜。除此之外，還有采用傅立葉分析或FFT的方法，但是傅立葉分析先采樣一個(gè)整周期，通過計(jì)算得到其中的基波信號(hào)，計(jì)算量大，必須采用計(jì)算機(jī)或DSP才能完成；而且必須與電網(wǎng)頻率嚴(yán)格同步，一般適合于作離線的諧波分析。這些數(shù)字化的基波或諧波檢測方法都存在實(shí)現(xiàn)起來復(fù)雜的缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為了解決這些數(shù)字化的基波或諧波檢測方法都存在實(shí)現(xiàn)起來復(fù)雜的缺點(diǎn)，而提供一種并聯(lián)諧振基波檢測的電路，采用這種LC并聯(lián)諧振電路檢測基波，元件均為無源元件且線性度好，因此這種電路簡單可靠，具有很高的精度和較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。具體的技術(shù)方案是并聯(lián)諧振基波檢測的電路，由一諧振電抗器、電阻和一個(gè)諧振電容器構(gòu)成，其特征在于諧振電抗器與電阻串聯(lián)后與諧振電容器并聯(lián)，且諧振電抗器的基波品質(zhì)因數(shù)(h340，電感L=0.020~0.400H。通過設(shè)計(jì)使并聯(lián)諧振電路對所調(diào)諧的頻率諧振，從而對50Hz呈現(xiàn)很高的阻抗，而對50Hz以外的所有低次和高次諧波均呈現(xiàn)4艮低的阻抗，當(dāng)被檢測電流信號(hào)經(jīng)過該并聯(lián)諧振電路時(shí)，則基波的幅值大大高于其他次諧波的幅值，從而將基波分離出來。根據(jù)圖l，l為電抗器的電感量，r為電抗器中的電阻量，Q為電抗器的基波品質(zhì)因數(shù)，其值^-"〃、c為諧振電容器電容量。設(shè)一含有諧波的電流信號(hào)經(jīng)過Hall電流互感器的輸出電流為"則電流信號(hào)由基波和n次諧波電流組成，即^="(1)+E。則從匪端看進(jìn)去，該網(wǎng)絡(luò)的阻抗為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>諧振時(shí)有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>從此式可解得叫=丄tl并聯(lián)諧振電路的諧振頻率為/e則諧振時(shí)的阻抗為22"0/0—g—ZAW(Ml)=^/v+/v/e2)，rc從上面的分析可以看出，電路的諧振頻率完全由電路的參數(shù)來決定。當(dāng)選擇諧振電路參數(shù)，使其在基波頻率處諧振，即/。"GHz，則該網(wǎng)絡(luò)的基波阻抗即為式(5)所示，該阻抗系一個(gè)純電阻。當(dāng)此電路對基波諧振時(shí)，02(1-。2/C)=。2/c，考慮到一般情況下&遠(yuǎn)大于1,則la"。2/、在此情況下可以認(rèn)為1<;<"2"。2/c。而該并聯(lián)諧振電路對n次諧波的阻抗的幅值為|zc/"y0)|=柳/而分母12:則有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>在此情況下，基波和諧波的阻抗比為本電路設(shè)計(jì)的電路參數(shù)為電抗器的電感實(shí)測值L-O.02352H;電抗器上的電阻r=1.504Q;則電抗器的基波品質(zhì)因數(shù)Q=4.91,電容實(shí)測值c=416.5juF。本實(shí)用新型采用并聯(lián)LC諧振電路檢測基波，元件均為無源元件且線性度好，因此這種電路簡單可靠，具有很高的精度和較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。圖1為本實(shí)用新型的電路連接示意圖。圖2為觸發(fā)角為54度被檢測前和檢測后電流波形圖。圖3為觸發(fā)角為72度凈皮;險(xiǎn)測前和4企測后電流波形圖。圖4為觸發(fā)角為108度被;險(xiǎn)測前和^^測后電流波形圖。圖5為突然加載時(shí)檢測電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)圖。具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型由一諧振電抗器、電阻和一個(gè)諧振電容器構(gòu)成，諧振電抗器與電阻串聯(lián)后與諧振電容器并聯(lián)，且諧振電抗器的電感、電阻、諧振電容器分別0.02352H、1.50化、416.5juF。將上述電路用到一套單相全自動(dòng)串聯(lián)型有源電力濾波裝置中，該實(shí)驗(yàn)裝置選擇了山東淄博臨淄銀河高技術(shù)有限公司的MJYD-ZL-100型晶閘管智能模塊帶電阻負(fù)載作為諧波源，這種諧波源主要用于電爐、電解和電鍍領(lǐng)域。與一般的可控整流橋后面帶阻感負(fù)載相比，這是一種諧波含量變化更大的諧波源，濾波更加困難。應(yīng)用與上述仿真參數(shù)一致的諧振參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，該裝置的濾波效果極好，流入系統(tǒng)的諧波畸變率小于1%。為了驗(yàn)證這種檢測電路的效果，特選取未加任何濾波器時(shí)的信號(hào)作為^皮;險(xiǎn)測信號(hào)(該信號(hào)的諧波畸變率最大)，并記錄了部分典型波形。如圖2、圖3、圖4觸發(fā)角分別為54、72和108度系統(tǒng)電流信號(hào)G皮檢測信號(hào))和檢測出來的基波信號(hào)(為了觀察方便，特地將檢測出的基波信號(hào)反相位)，三個(gè)圖中被檢測的信號(hào)均為cl,檢測出來的基波信號(hào)均為c2。三種情況下的諧波分析結(jié)果如表1，從表中可以看出該諧振電路能很好地檢測出基波信號(hào)。需要強(qiáng)調(diào)的是該檢測電路是無源濾波器和有源濾波器未投入時(shí)檢測出來的波形，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，加入無源濾波器后的系統(tǒng)電流信號(hào)諧波畸變率將有很大改善；當(dāng)加入基于基波磁通補(bǔ)償?shù)挠性措娏鳛V波器，系統(tǒng)的電流(即被檢測電流)會(huì)有更大改善，檢測出來的電流基本只有基波信號(hào)，利用基波電流信號(hào)進(jìn)行磁通補(bǔ)償，則系統(tǒng)電流基本不含諧波，再檢測系統(tǒng)電流，再進(jìn)行磁通補(bǔ)償，幾個(gè)周期之后，系統(tǒng)的電流完全只有基波，檢測出來的信號(hào)也只有基波成分。上面是本文特地選用的一種諧波含量很重的諧波源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在實(shí)際應(yīng)用中，只要諧波源電流變化不是特別快，對于一般的諧波源，應(yīng)用本文的采用LC諧振的基波檢測方法都可以方便有效地檢測出基波信號(hào)。對諧波負(fù)載頻繁變化，本文的檢測方法的實(shí)時(shí)性稍差。為了驗(yàn)證該諧振電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，本文特的觀察了當(dāng)負(fù)載變化時(shí)的被檢測及檢測出來的信號(hào)如圖5從圖中可以看出，當(dāng)原始信號(hào)變化時(shí)，實(shí)時(shí)響應(yīng)速度比4交快。響應(yīng)時(shí)間大約為60ms。表1為觸發(fā)角變化時(shí)檢測前后的各次諧波百分?jǐn)?shù)。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>11次3.560.093.110.035.710.1813次1.860.113.320.044.7110.2415次1.370.141.930.064.360.2317次1.3670.061.750.122.490.3619次1.160.091.400.112.790.0521次0.620.061.140.012.040.1223次0.850.080.990.152.080.29■30.972.225446.203.284678.2085.42本實(shí)用新型采用并聯(lián)LC諧振電路檢測基波，元件均為無源元件且線性度好，因此這種電路簡單可靠，具有很高的精度和較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。權(quán)利要求1、并聯(lián)諧振基波檢測的電路，由一諧振電抗器、電阻和一個(gè)諧振電容器構(gòu)成，其特征在于諧振電抗器與電阻串聯(lián)后與諧振電容器并聯(lián)，且諧振電抗器的基波品質(zhì)因數(shù)Q＝3～40，電感L＝0.020～0.400H。專利摘要本實(shí)用新型涉及并聯(lián)諧振基波檢測的電路，由一諧振電抗器、電阻和一個(gè)諧振電容器構(gòu)成，諧振電抗器與電阻串聯(lián)后與諧振電容器并聯(lián)，且諧振電抗器的基波品質(zhì)因數(shù)Q＝3～40，電感L＝0.020～0.400H。本實(shí)用新型采用并聯(lián)LC諧振電路檢測基波，元件均為無源元件且線性度好，因此這種電路簡單可靠，具有很高的精度和較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。文檔編號(hào)H02J3/01GK201345545SQ20092008331公開日2009年11月11日申請日期2009年1月9日優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日發(fā)明者李達(dá)義申請人:武漢市通益電氣有限公司