專利名稱：混合電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種船舶電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體是一種混合電力濾波器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著非線性負(fù)載在大型船舶上日益廣泛的應(yīng)用，使船舶電力系統(tǒng)的諧波 污染變得越來越嚴(yán)重，直接影響到船舶運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性與可靠性。對于大型船舶電力系統(tǒng)而言，由于采用了大量的非線性電力裝置，因而涉及電力 電子設(shè)備的耗能占船舶電氣總能耗的比例越來越高，使大型船舶電網(wǎng)的諧波污染也變得越 來越嚴(yán)重。而電力系統(tǒng)與船舶的各個系統(tǒng)均有牽連，它是船舶系統(tǒng)中一個極為重要的組成 部分，直接影響著大型船舶運(yùn)行的性能。在大型船舶電力系統(tǒng)中，推進(jìn)系統(tǒng)占有日益重要的地位。發(fā)電機(jī)發(fā)出的三相交流 電，經(jīng)整流后變成直流電，再經(jīng)可控硅逆變器逆變成頻率、電壓恒定的交流電，供給船舶電 力推進(jìn)系統(tǒng)。由于采用了大功率可控硅整流逆變器，給船舶電網(wǎng)帶來大量的諧波，是造成大 型船舶電網(wǎng)諧波干擾的最主要因素。目前對于大型船舶電力系統(tǒng)的諧波問題，主要的解決方案是安裝無源電力濾波 器。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，肖鸞等人在《世界海運(yùn)》2003年1期上發(fā)表的“船用變頻器諧波抑制 方法的探討”，該文提出根據(jù)實(shí)際情況，在大功率換流裝置及非線性負(fù)載供電母線上設(shè)諧 波濾波器組，利用已知諧振頻率點(diǎn)構(gòu)成調(diào)諧低阻電路，防止諧波電流注入交流電網(wǎng)。在原有 抑制基礎(chǔ)上再選用AC諧波器組，從變頻器電源側(cè)進(jìn)行諧波抑制，禁止諧波電流注入船舶電 網(wǎng)。該濾波器組具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便和節(jié)省投資等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前可取的抑制 手段。但其濾波效果受電力系統(tǒng)阻抗及自身參數(shù)變化影響較大，有時會與電網(wǎng)產(chǎn)生串、并聯(lián) 諧振而使整個濾波系統(tǒng)無法正常工作，還可能使得無源濾波器組過載。而且濾波器老化后 參數(shù)容易漂移，會發(fā)生濾波性能不穩(wěn)定等問題。而單純的有源濾波器容量小，設(shè)備費(fèi)用高， 不能適用于的船舶電力系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種混合電力濾波器，根據(jù)船舶電力 系統(tǒng)的特點(diǎn)，利用較無源濾波器濾除系統(tǒng)特定次諧波，較小容量有源濾波器用于系統(tǒng)無功 補(bǔ)償及其他非特征次諧波的抑制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能夠較好的治理船舶電力系統(tǒng)中的諧 波。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括依次串聯(lián)的有源濾波器、輸出濾 波器、耦合變壓器和無源濾波器組，其中無源濾波器組的輸入端與三相電網(wǎng)相連，輸出端 與耦合變壓器相連，有源濾波器進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償后經(jīng)輸出濾波器濾除高頻毛刺后連接至耦合 變壓器，輸出濾波器用于濾除開關(guān)器件的高頻毛刺，無源濾波器濾除船舶電網(wǎng)中固定次數(shù) 的諧波。
所述的無源濾波器組由與主諧波次數(shù)相同個數(shù)的若干單調(diào)諧濾波器并聯(lián)組成，該
單調(diào)諧濾波器對η次諧波Wwn = Iiws的阻抗為
權(quán)利要求
1.一種混合電力濾波器，其特征在于，包括依次串聯(lián)的有源濾波器、輸出濾波器、耦 合變壓器和無源濾波器組，其中無源濾波器組的輸入端與三相電網(wǎng)相連，輸出端與耦合變 壓器相連，有源濾波器進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償后經(jīng)輸出濾波器濾除高頻毛刺后連接至耦合變壓器， 輸出濾波器用于濾除開關(guān)器件的高頻毛刺，無源濾波器濾除船舶電網(wǎng)中固定次數(shù)的諧波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合電力濾波器，其特征是，所述的無源濾波器組由與主諧 波次數(shù)相同個數(shù)的若干單調(diào)諧濾波器并聯(lián)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合電力濾波器，其特征是，所述的單調(diào)諧濾波器對η次諧波( 1 ^ 1的％ =蒲3的阻抗為
4.根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述混合電力濾波器的諧波檢測方法，其特征在于，包括以 下步驟第一步、通過電流互感器測得船舶電網(wǎng)的三相電流iu、iv、iw ； 第二步、通過三相到兩相坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系電流ip、Ig ；使用鎖相環(huán) 對電壓鎖相，配合正、余弦發(fā)生電路得到sinwt、coswt ；第三步、設(shè)置截止頻率為船舶電網(wǎng)基波頻率以上的低通濾波器；第四步、檢測電容電壓Ud與設(shè)定值C//比較，通過比例積分調(diào)節(jié)得到穩(wěn)定電容電壓值；第五步、ip、、經(jīng)過低通濾波器后得到ipf、iqf,由ipf、iqf經(jīng)反變換得到三相基波電流luf、Ivf、1Wf ‘第五步、從三相電流iu、iv、iw中減去三相基波電流iuf、ivf、iwf，可得到諧波電流iuh、ivh、l\vh >第六步、采用三角波比較方式作為控制方法，通過脈沖寬度調(diào)制方式控制輸出波形。
全文摘要
一種船舶電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的混合電力濾波器，包括依次串聯(lián)的有源濾波器、輸出濾波器、耦合變壓器和無源濾波器組，無源濾波器組的輸入端與三相電網(wǎng)相連，輸出端與耦合變壓器相連，有源濾波器進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償后經(jīng)輸出濾波器濾除高頻毛刺后連接至耦合變壓器，輸出濾波器用于濾除開關(guān)器件的高頻毛刺，無源濾波器濾除船舶電網(wǎng)中固定次數(shù)的諧波。本發(fā)明根據(jù)船舶電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，利用較無源濾波器濾除系統(tǒng)特定次諧波，較小容量有源濾波器用于系統(tǒng)無功補(bǔ)償及其他非特征次諧波的抑制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，能夠較好的治理船舶電力系統(tǒng)中的諧波。
文檔編號H02J3/01GK102082436SQ201110027339
公開日2011年6月1日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者倪明杰, 傅曉紅, 衛(wèi)衛(wèi), 王鵬, 邰能靈, 黃彬 申請人:上海交通大學(xué)