一種有源電力濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及配電網(wǎng)電能質(zhì)量治理領域，尤其是一種有源電力濾波器。
【背景技術】
[0002]今天，許多生產(chǎn)過程中沒有電力電子設備等非線性負載是不可想象的，但隨著非線性負載的大規(guī)模應用，它將產(chǎn)生大量的諧波注入到電網(wǎng)中，使得電網(wǎng)電壓、電流產(chǎn)生畸變，這種“污染”會對電力安全和設備造成嚴重的危害。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年因電能質(zhì)量問題造成的經(jīng)濟損失高達1000億美元，這個數(shù)據(jù)還在不斷的上升，電能質(zhì)量問題，已成為影響電網(wǎng)安全的巨大隱患，電能質(zhì)量治理已經(jīng)刻不容緩。
[0003]隨著人們對電能質(zhì)量要求的不斷提高，電能質(zhì)量治理技術也隨之在不斷發(fā)展，主要經(jīng)歷了三個發(fā)展階段:無源電力濾波技術、組合電力濾波技術、有源電力濾波技術。從電能質(zhì)量治理技術的發(fā)展歷程來看，性能優(yōu)越的有源電力濾波技術已經(jīng)逐漸取代了低性能的無源電力濾波技術。
[0004]有源濾波技術的性能遠優(yōu)于無源濾波技術，它代表了電能質(zhì)量治理的未來方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，本實用新型提供一種功能全面、性能優(yōu)良的有源電力濾波器，所采用的技術方案是:
[0006]一種有源電力濾波器，包括控制模塊、濾波采樣模塊、功率逆變模塊、驅(qū)動模塊、人機對話模塊和電源模塊；濾波采樣模塊輸入端連接功率逆變模塊的直流側(cè)和負載側(cè)三相交流電，濾波采樣模塊和人機對話模塊的輸出端連接控制模塊輸入端，控制模塊輸出端分別連接人機對話模塊和驅(qū)動模塊輸入端，驅(qū)動模塊輸出端連接功率逆變模塊輸入端，功率逆變模塊輸出端分別連接電源模塊和負載。
[0007]所述的電源模塊分別連接功率逆變模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊、濾波采樣回路。電源模塊輸出共5路，分別是:1路+24V1，為散熱風扇提供工作電源；1路+15V1為繼電器和驅(qū)動模塊提供工作電源；1路+15V2為控制核心板提供工作電源；1路+15V3、路+15V3為采樣運算放大器和霍爾電流傳感器提供工作電源。
[0008]進一步說明，所述的控制模塊包括FPGA處理器、A/D采樣回路、通信接口、遙信輸入和遙控輸出，負責有源電力濾波器的電流、電壓數(shù)據(jù)采集、計算和處理，對有源電力濾波器的開關狀態(tài)的進行控制、監(jiān)測和判斷，控制和監(jiān)控輸出逆變器開關的動作，逆變出可變的電壓。
[0009]進一步說明，所述的濾波采樣模塊依次設采集回路、過電壓/電流保護回路、主投切回路、充電回路、高頻電感和高通濾波回路，主要完成濾波、電壓電流采集，開關控制和保護功能。
[0010]進一步說明，所述的采集回路包括電壓采集回路和電流采集回路，所述的電壓采集回路采集功率逆變模塊的直流側(cè)電壓和負載側(cè)三相電壓，所述的電流采集回路采集所述的一種有源電力濾波器三相輸出電流和負載側(cè)三相電流。
[0011]進一步說明，所述的電壓采集回路包括電壓互感器和電壓霍爾傳感器，電壓互感器完成三相電壓的采集和轉(zhuǎn)換，電壓霍爾傳感器完成正負直流電壓的采集和轉(zhuǎn)換。所述的電流采集回路包括電流互感器和電流霍爾傳感器，電流互感器完成負載側(cè)三相電流的采集和轉(zhuǎn)換，電流霍爾傳感器完成所述的一種有源電力濾波器三相輸出電流的采集和轉(zhuǎn)換。
[0012]進一步說明，所述的功率逆變模塊包括逆變器回路、儲能電容回路、主電抗回路、吸收電路和散熱器，主要接受FPGA控制板的PWM調(diào)制，產(chǎn)生可變頻率和可變電流。
[0013]進一步說明，所述的逆變器回路包括三相三電平逆變器，每相逆變器由4串聯(lián)4并聯(lián)的16個IGBT組成，分擔輸出功率，提高絕緣耐壓等級。
[0014]進一步說明，所述的驅(qū)動模塊包括隔離變換電源、驅(qū)動放大電路組成，其中每相電路有4路獨立的驅(qū)動，主要控制逆變器的工作。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016]本實用新型功能全面，可同時實現(xiàn)智能濾除諧波、動態(tài)無功補償、平衡三相負載功會K。
[0017]濾波采樣模塊實時檢測負載側(cè)電流波形，經(jīng)過控制模塊的分析后得到需要補償?shù)闹C波電流成分并向驅(qū)動模塊發(fā)出PWM控制信號，并通過人機模塊輸出分析結(jié)果；驅(qū)動模塊接收來自控制模塊的PWM控制信號后，控制功率逆變模塊工作，將大小相對，方向相反的電流注入供電系統(tǒng)，實現(xiàn)濾除(抵消)諧波功能，從而提高電氣系統(tǒng)安全可靠性、達到節(jié)能增效的目的。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型的外部原理圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明，其中所有附圖中相同的標號代表相同或類似的部件，說明書中的附圖為簡化形式，僅供理解本實用新型的具體結(jié)構(gòu)。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能限制本實用新型的保護范圍。
[0021]本實用新型公開了一種有源電力濾波器，以下結(jié)合附圖對本實用新型實施進行說明。
[0022]圖2是本實用新型的外部原理圖，包括電網(wǎng)、負載、有源電力濾波器、電流互感器之間的鏈接和安裝，電流互感器安裝在負載側(cè)，即電流互感器安裝在裝置接入點與負載之間。
[0023]如圖1所示，一種有源電力濾波器，包括控制模塊、濾波采樣模塊、功率逆變模塊、驅(qū)動模塊、人機對話模塊和電源模塊；濾波采樣模塊輸入端連接功率逆變模塊的直流側(cè)和負載側(cè)三相交流電，濾波采樣模塊和人機對話模塊的輸出端連接控制模塊輸入端，控制模塊輸出端分別連接人機對話模塊和驅(qū)動模塊輸入端，驅(qū)動模塊輸出端連接功率逆變模塊輸入端，功率逆變模塊輸出端連接電源模塊和負載。
[0024]所述的電源模塊分別連接功率逆變模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊、濾波采樣回路。電源模塊輸出共5路，分別是:1路+24V1，為散熱風扇提供工作電源；1路+15V1為繼電器和驅(qū)動模塊提供工作電源；1路+15V2為控制核心板提供工作電源；1路+15V3、路+15V3為采樣運算放大器和霍爾電流傳感器提供工作電源。
[0025]所述的控制模塊中的FPGA處理器采用一片Altera颶風II系列FPGA，型號為EP2C35484C6，主頻100MHz，A/D采樣回路使用2片AD7238，AD7238是一款8通道、12位帶符號位的逐次逼近型ADC，采用雙電源供電。通信接口設置了兩個RS232/RS485可選的串口，遙信輸入和遙控輸出各設有八路。
[0026]所述的濾波采樣模塊包括采集回路、過電壓/電流保護回路、主投切回路、充電回路、高頻電感和高通濾波回路。所述的采集回路包括電壓采集回路和電流采集回路，所述的電壓采集回路采集功率逆變模塊的直流側(cè)電壓和負載側(cè)三相電壓，所述的電流采集回路采集所述的一種有源電力濾波器三相輸出電流和負載側(cè)三相電流。
[0027]所述的功率逆變模塊包括逆變器回路、儲能電容回路、主電抗回路、吸收電路和散熱器。所述的逆變器回路包括三相三電平逆變器，每相逆變器由4串聯(lián)4并聯(lián)的16個IGBT組成。所述的儲能電容回路由電解電容和均壓電阻組成。散熱器共有6個。
[0028]所述的驅(qū)動模塊包括隔離變換電源、驅(qū)動放大電路組成，其中每相電路有4路獨立的驅(qū)動。
[0029]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種有源電力濾波器，其特征在于，包括控制模塊、濾波采樣模塊、功率逆變模塊、驅(qū)動模塊、人機對話模塊和電源模塊； 濾波采樣模塊輸入端連接功率逆變模塊的直流側(cè)和負載側(cè)三相交流電，濾波采樣模塊和人機對話模塊的輸出端連接控制模塊輸入端，控制模塊輸出端分別連接人機對話模塊和驅(qū)動模塊輸入端，驅(qū)動模塊輸出端連接功率逆變模塊輸入端，功率逆變模塊輸出端連接電源模塊和負載； 所述的電源模塊分別連接功率逆變模塊、驅(qū)動模塊、控制模塊、濾波采樣回路。2.根據(jù)權利要求1所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的控制模塊包括FPGA處理器、A/D采樣回路、通信接口、遙信輸入和遙控輸出。3.根據(jù)權利要求1所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的濾波采樣模塊包括采集回路、過電壓/電流保護回路、主投切回路、充電回路、高頻電感和高通濾波回路。4.根據(jù)權利要求3所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的采集回路包括電壓采集回路和電流采集回路，所述的電壓采集回路采集功率逆變模塊直流側(cè)電壓和負載側(cè)三相電壓，所述的電流采集回路采集所述的一種有源電力濾波器三相輸出電流和負載側(cè)三相電流。5.根據(jù)權利要求4所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的電壓采集回路包括電壓互感器和電壓霍爾傳感器，所述的電流采集回路包括電流互感器和電流霍爾傳感器。6.根據(jù)權利要求1所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的功率逆變模塊包括逆變器回路、儲能電容回路、主電抗回路、吸收電路和散熱器。7.根據(jù)權利要求6所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的逆變器回路包括三相三電平逆變器，每相逆變器由4串聯(lián)4并聯(lián)的16個IGBT組成。8.根據(jù)權利要求1所述的有源電力濾波器，其特征在于，所述的驅(qū)動模塊包括隔離變換電源、驅(qū)動放大電路組成，其中每相電路有4路獨立的驅(qū)動。
【專利摘要】本實用新型提供一種有源電力濾波器，包括控制模塊、濾波采樣模塊、功率逆變模塊、驅(qū)動模塊和人機對話模塊；濾波采樣模塊輸入端連接功率逆變模塊直流側(cè)和負載側(cè)三相交流電，濾波采樣模塊和人機對話模塊的輸出端連接控制模塊輸入端，控制模塊輸出端分別連接人機對話模塊和驅(qū)動模塊輸入端，驅(qū)動模塊輸出端連接功率逆變模塊輸入端，功率逆變模塊輸出端連接電源模塊和負載。本實用新型能夠高效治理配電網(wǎng)中的電能質(zhì)量污染、大幅提高配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，進而達到保護配電網(wǎng)安全運行、延長設備使用壽命和配電網(wǎng)節(jié)能降耗的目標，是一種安全、環(huán)保和節(jié)能的綠色高科技產(chǎn)品。
【IPC分類】H02J3/26, H02J3/18, H02J3/01
【公開號】CN204720987
【申請?zhí)枴緾N201520493182
【發(fā)明人】李茂鋒, 麥景松, 朱傳竹
【申請人】廣西星宇智能電氣有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月9日