專利名稱：一種高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的國電力工業(yè)中，幾乎都是采用正弦供電方式。在理想的電力系統(tǒng)中，電源以單一恒定頻率(50或60HZ)的正弦變化規(guī)律向電網(wǎng)供電。隨著社會和科技的發(fā)展進(jìn)步，電力電子器件應(yīng)用日益廣泛，配電網(wǎng)中整流器、電弧爐、變頻調(diào)速裝置、電氣化鐵路等負(fù)荷使用不斷增加，使得電網(wǎng)中的電壓、電流波形發(fā)生畸變。在這些電流和電壓的波形中，不僅包含與供電電源同頻率的正弦量(稱為基波分量)，而且出現(xiàn)了一系列頻率為基波頻率整數(shù)倍的正弦波分量(高次諧波分量)，這一系列正弦分量統(tǒng)稱為電力諧波，同時(shí)還引起了系統(tǒng)功率因數(shù)降低、電壓波動、閃變和三相不平衡等一系列問題。電網(wǎng)諧波含量增加，導(dǎo)致了電氣設(shè)備壽命縮短，網(wǎng)損加大，系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振的可能性增加，并聯(lián)電容器不能正常運(yùn)·行，同時(shí)可能引發(fā)繼電保護(hù)和自動裝置的非故障性動作，導(dǎo)致儀表指示和電能計(jì)量不準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)、通信受干擾等一系列問題。由諧波引起的各種故障和事故，對國民經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)、生活造成了不必要的損失，如何解決該問題，是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、精度較高、響應(yīng)時(shí)間快、實(shí)時(shí)補(bǔ)償性能較高的高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器。為解決上述問題，本實(shí)用新型提供的高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器，包括用于諧波電流檢測和計(jì)算的第一 DSC (數(shù)字信號控制器)、與該第一 DSC相連的用于電力調(diào)節(jié)控制的第二 DSC ;所述第一 DSC通過高速A/D電路與電流檢測電路、直流側(cè)電壓檢測電路和A相電壓過零檢測電路相連，所述第二 DSC依次經(jīng)PWM信號發(fā)生器、數(shù)字隔離器與主電路模塊相連。進(jìn)一步，所述的電流檢測電路包括電流互感器，該電流互感器為羅氏線圈電流互感器。所述的第二 DSC連接有用于顯示操作界面的IXD及控制目標(biāo)功率因數(shù)及輸出電流的鍵盤。具體地，所述主電路模塊包括六路開關(guān)型功率器件，以及與各開關(guān)型功率器件相連的門極驅(qū)動電路和保護(hù)邏輯電路，其中，開關(guān)型功率器件采用30KHZ開關(guān)頻率的高速絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。本實(shí)用新型具有的技術(shù)效果(I)本實(shí)用新型的高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器采用DSC+DSC構(gòu)架，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法，提高濾波及補(bǔ)償性能。用I片微芯公司的DSC芯片(型號為DSPIC33FJ256GP710)進(jìn)行諧波電流檢測和計(jì)算，用另I片相同型號的DSC芯片實(shí)現(xiàn)電力調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算與控制分離，使計(jì)算速度更快，實(shí)時(shí)補(bǔ)償性能更好。[0010](2)主電路模塊集成了六路開關(guān)型功率器件，并內(nèi)嵌了門極驅(qū)動電路和保護(hù)邏輯電路，其中開關(guān)型功率器件采用30KHz開關(guān)頻率的高速IGBT，系統(tǒng)適應(yīng)負(fù)荷功率變化的響應(yīng)速度可小于20ms。(3)采用羅氏線圈電流互感器檢測電流，無鐵芯，可避免由于鐵芯產(chǎn)生的磁飽和而導(dǎo)致的檢測失真，同時(shí)采用16位250KHz的高速A/D，諧波電流檢測實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，補(bǔ)償精度更聞。(4)配有IXD顯示器和鍵盤，可實(shí)時(shí)顯示各種電力參數(shù)值，可進(jìn)行實(shí)時(shí)故障記錄和報(bào)警，目標(biāo)功率因數(shù)及輸出電流可通過鍵盤設(shè)置。(5)主電路與PWM之間采用數(shù)字隔離器進(jìn)行隔離，具有功耗低、可靠性強(qiáng)、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)。

·為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖I為本實(shí)用新型的有源電力濾波器的電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
見圖1，本實(shí)施例提供的高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器，包括用于諧波電流檢測和計(jì)算的第一 DSC (數(shù)字信號控制器)、與該第一 DSC相連的用于電力調(diào)節(jié)控制的第二DSC ;所述第一 DSC通過高速A/D電路與電流檢測電路、直流側(cè)電壓檢測電路和A相電壓過零檢測電路相連，所述第二 DSC依次經(jīng)PWM信號發(fā)生器、數(shù)字隔離器與主電路模塊相連所述的電流檢測電路包括電流互感器，該電流互感器為羅氏線圈電流互感器。所述的主電路模塊包括六路開關(guān)型功率器件，以及與各開關(guān)型功率器件相連的門極驅(qū)動電路和保護(hù)邏輯電路，其中開關(guān)型功率器件采用30KHZ開關(guān)頻率的高速絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。所述第二 DSC連接有用于顯示操作界面的IXD及控制目標(biāo)功率因數(shù)及輸出電流的鍵盤。工作時(shí)，電流互感器檢測得的負(fù)載電流經(jīng)高速A/D電路(高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器)送入第一 DSC,第一 DSC進(jìn)行諧波電流檢測和計(jì)算，然后發(fā)送給第二 DSC，第二 DSC提取出負(fù)載電流中的諧波成分，發(fā)送給PWM信號發(fā)生器，PWM信號發(fā)生器生產(chǎn)相應(yīng)占空比的PWM信號發(fā)送到主電路模塊中的IGBT驅(qū)動電路，主電路模塊中的控制逆變器產(chǎn)生一個(gè)和負(fù)載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達(dá)到濾波的目的。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本實(shí)用新型的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器，其特征在于包括用于諧波電流檢測和計(jì)算的第一數(shù)字信號控制器、與該第一數(shù)字信號控制器相連的用于電力調(diào)節(jié)控制的第二數(shù)字信號控制器； 所述第一數(shù)字信號控制器通過高速A/D電路與電流檢測電路、直流側(cè)電壓檢測電路和A相電壓過零檢測電路相連； 所述第二數(shù)字信號控制器依次經(jīng)PWM信號發(fā)生器、數(shù)字隔離器與主電路模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器，其特征在于所述的電流檢測電路包括電流互感器，該電流互感器為羅氏線圈電流互感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器，其特征在于所述的第二數(shù)字信號控制器連接有用于顯示操作界面的IXD及控制目標(biāo)功率因數(shù)及輸出電流的鍵盤。
專利摘要本實(shí)用新型提供的高精度、快響應(yīng)的有源電力濾波器，包括用于諧波電流檢測和計(jì)算的第一DSC(數(shù)字信號控制器)、與該第一DSC相連的用于電力調(diào)節(jié)控制的第二DSC；所述第一DSC通過高速A/D電路與電流檢測電路、直流側(cè)電壓檢測電路和A相電壓過零檢測電路相連，所述第二DSC依次經(jīng)PWM信號發(fā)生器、數(shù)字隔離器與主電路模塊相連。本實(shí)用新型的有源電力濾波器采用DSC+DSC構(gòu)架，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的算法，提高濾波及補(bǔ)償性能。用1片微芯公司的DSC芯片(型號為DSPIC33FJ256GP710)進(jìn)行諧波電流檢測和計(jì)算，用另1片相同型號的DSC芯片實(shí)現(xiàn)電力調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算與控制分離,使計(jì)算速度更快，實(shí)時(shí)補(bǔ)償性能更好。
文檔編號H02J3/01GK202759235SQ201220397748
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者楊翼 申請人:常州新惠數(shù)控技術(shù)有限公司, 楊惠興