基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，用于減少電網(wǎng)電流的諧波，包括：一整流橋，用于將交流電整流成直流電VI;—電壓波形采樣隔離電路，用于根據(jù)直流電VI的波形與幅值生成一平均電壓為零伏的波形采樣電壓V4;該波形采樣電壓V4被疊加至輸出電流，以提高焊接設備的功率因素，降低該焊接設備的無功功率。
【專利說明】基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于減少電焊機設備的諧波補償電路，尤其涉及一種基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路。

【背景技術】
[0002]隨著電力電子裝置的廣泛應用，電力系統(tǒng)的諧波污染日益嚴重。諧波主要帶來的危害集中于:電氣設備增加損耗和過載，降低功率因數(shù)，電容器過載、膨脹和損壞，干擾變大，儀表測量附加諧波誤差等。
[0003]傳統(tǒng)的濾波方法是采用基于諧振原理的無源濾波器，但這樣只能濾除設定次數(shù)的諧波，且易與電網(wǎng)產(chǎn)生串、并聯(lián)諧振?；诓ㄐ尾蓸拥膶崟r跟蹤諧波補償電路能動態(tài)治理各次諧波，因而成為了諧波濾除的發(fā)展方向。
實用新型內容
[0004]為了克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本實用新型提供一種基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，用于減少電網(wǎng)電流的諧波。
[0005]為了實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型公開一種基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，用于減少電網(wǎng)電流的諧波，包括:一整流橋，用于將交流電整流成直流電Vl ; —電壓波形采樣隔離電路，用于根據(jù)直流電Vl的波形與幅值生成一平均電壓為零伏的波形采樣電壓V4 ;該波形采樣電壓V4被疊加至輸出電流，以提高焊接設備功率因素，降低該焊接設備的無功功率。
[0006]更進一步地，該電壓波形采樣隔離電路包括一第一運算放大器、光耦、第二運算放大器及第三運算放大器，該直流電Vi經(jīng)分壓后依次經(jīng)過該第一運算放大器、光耦及第二運算放大器轉變?yōu)橐浑妷盒盘朧2，該電壓信號V2與該直流電Vl的波形一致；該電壓信號V2經(jīng)過一微分電路被轉變?yōu)橐浑妷盒盘朧3,該電壓信號V3的波形與幅值與該V2 —致,該電壓信號V3的平均電壓為零伏；該電壓信號V3經(jīng)過該第三運算放大器后被轉換為電壓信號V4。
[0007]更進一步地，該直流電Vl被電阻R5、R6分壓后串聯(lián)一電阻R8，該電阻R8的輸出端與該第一運算放大器的輸入端連接，該電阻R8的輸出端并聯(lián)一電阻R9和電容Cl后經(jīng)過一電阻RlO后與該第一運算放大器的另一輸入端連接。
[0008]更進一步地，該第一運算放大器的輸入端與該光耦的輸入端連接，該第一運算放大器的輸出端與該光耦的另一輸入端連接。
[0009]更進一步地，該光耦的輸出端連接該第二運算放大器，該第二運算放大器為一電壓跟隨電路。
[0010]更進一步地，該第三運算放大器的輸出端并聯(lián)一電容C4和電阻R17。
[0011]與現(xiàn)有技術相比較，本實用新型所提供的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路設計簡潔明了，成本節(jié)省，電路占用實際空間小，可根據(jù)工頻電網(wǎng)實時跟蹤補償，反應快，提高了功率因數(shù)，對各次諧波均能動態(tài)治理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]關于本實用新型的優(yōu)點與精神可以通過以下的實用新型詳述及所附圖式得到進一步的了解。
[0013]圖1是本實用新型所涉及的諧波補償電路的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型所涉及的諧波補償電路的詳細電路示意圖；
[0015]圖3是現(xiàn)有技術中未加入諧波補償電路的輸入/輸出電流波形圖；
[0016]圖4是本實用新型所涉及的諧波補償電路的輸入/輸出電流波形圖。

【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖詳細說明本實用新型的一種具體實施例的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路。然而，應當將本實用新型理解成并不局限于以下描述的這種實施方式，并且本實用新型的技術理念可以與其他公知技術或功能與那些公知技術相同的其他技術組合實施
[0018]本實用新型的目的在于提供一種基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路。其原理在于，通過跟隨采樣工頻輸入電的實時波形，疊加進給定波形，輸出電流自適應跟隨輸入電壓波形，使輸出功率根據(jù)輸入電自適應調節(jié)，從而提高焊接設備的功率因數(shù)，降低焊接設備的無功功率，達到治理系統(tǒng)諧波的效果。
[0019]圖2是本實用新型所涉及的諧波補償電路的詳細電路示意圖。如圖2所示，工頻電經(jīng)過整流器Df D6整流成直流電VI。直流電Vl通過分壓電路R5、R6分壓，再經(jīng)過運算放大器0P1。運算放大器OPl將采樣的波形輸入給隔離光耦，即強電信號Vl被轉化為弱電信號V2，V1與V2在波形上是一致的。V2經(jīng)過C3和R16的微分電路轉變?yōu)槿蹼娦盘朧3，V3的平均值為0V，其波形與幅值與V2 —致。經(jīng)過運算放大器0P3得到弱電信號V4，V4的平均值同樣也是為0V。最后將得到的弱電信號V4疊加到系統(tǒng)輸出電流給定波形，改變輸出電流，讓系統(tǒng)的輸出功率根據(jù)輸入電自適應跟隨，從而達到提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低系統(tǒng)的無功功率，治理諧波的效果。因為V4的平均值為0V，所以輸出的電流與加V4前保持不變。
[0020]該電壓波形采樣隔離電路包括一第一運算放大器0P1、光耦、第二運算放大器0P2及第三運算放大器0P3。直流電Vl經(jīng)分壓后依次經(jīng)過該第一運算放大器0P1、光耦及第二運算放大器轉0P2變?yōu)橐浑妷盒盘朧2,該電壓信號V2與該直流電Vl的波形一致；該電壓信號V2經(jīng)過一微分電路被轉變?yōu)橐浑妷盒盘朧3,該電壓信號V3的波形與幅值與該V2 —致，該電壓信號V3的平均電壓為零伏；該電壓信號V3經(jīng)過該第三運算放大器0P3后被轉換為電壓信號V4。
[0021]直流電Vl被電阻R5、R6分壓后串聯(lián)一電阻R8，該電阻R8的輸出端與該第一運算放大器OPl的輸入端連接，該電阻R8的輸出端并聯(lián)一電阻R9和電容Cl后經(jīng)過一電阻RlO后與該第一運算放大器OPl的另一輸入端連接。第一運算放大器OPl的輸入端與該光I禹的輸入端連接，第一運算放大器OPl的輸出端與該光耦的另一輸入端連接。
[0022]光耦的輸出端連接第二運算放大器0P2，第二運算放大器0P2為一電壓跟隨電路。第三運算放大器0P3的輸出端并聯(lián)一電容C4和電阻R17。
[0023]圖3是現(xiàn)有技術中未加入諧波補償電路的輸入/輸出電流波形圖，圖4是本實用新型所涉及的諧波補償電路的輸入/輸出電流波形圖。如圖3、4所示，很明顯可以看出，輸出電流在加入補償電路之后，根據(jù)輸入波形實時變化，同時并保持輸出電流平均值不變。同時輸入電流也進行了自補償，減小諧波，增加功率因數(shù)。
[0024]與現(xiàn)有技術相比較，本實用新型所提供的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路設計簡潔明了，成本節(jié)省，電路占用實際空間小，可根據(jù)工頻電網(wǎng)實時跟蹤補償，反應快，提高了功率因數(shù)，對各次諧波均能動態(tài)治理。
[0025]本說明書中所述的只是本實用新型的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對本實用新型的限制。凡本領域技術人員依本實用新型的構思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本實用新型的范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，用于減少電網(wǎng)輸入電流的諧波，其特征在于，包括:一整流橋，用于將交流電整流成直流電Vl ;—電壓波形采樣隔離電路，用于根據(jù)直流電Vl的波形與幅值生成一平均電壓為零伏的波形采樣電壓V4 ;所述波形采樣電壓V4被疊加至輸出電流，以提高焊接設備的功率因素，降低所述焊接設備的無功功率。
2.如權利要求1所述的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，其特征在于，所述電壓波形采樣隔離電路包括一第一運算放大器、光耦、第二運算放大器及第三運算放大器，所述直流電Vl經(jīng)分壓后依次經(jīng)過所述第一運算放大器、光耦及第二運算放大器轉變?yōu)橐浑妷盒盘朧2，所述電壓信號V2與所述直流電Vl的波形一致；所述電壓信號V2經(jīng)過一微分電路被轉變?yōu)橐浑妷盒盘朧3，所述電壓信號V3的波形與幅值與所述V2 —致，所述電壓信號V3的平均電壓為零伏；所述電壓信號V3經(jīng)過所述第三運算放大器后被轉換為電壓信號V4。
3.如權利要求2所述的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，其特征在于，所述直流電Vl被電阻R5、R6分壓后串聯(lián)一電阻R8，所述電阻R8的輸出端與所述第一運算放大器的輸入端連接，所述電阻R8的輸出端并聯(lián)一電阻R9和電容Cl后經(jīng)過一電阻RlO后與所述第一運算放大器的另一輸入端連接。
4.如權利要求2所述的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，其特征在于，所述第一運算放大器的輸入端與所述光耦的輸入端連接，所述第一運算放大器的輸出端與所述光耦的另一輸入端連接。
5.如權利要求2所述的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，其特征在于，所述光耦的輸出端連接所述第二運算放大器，所述第二運算放大器為一電壓跟隨電路。
6.如權利要求2所述的基于波形采樣的實時跟蹤諧波補償電路，其特征在于，所述第三運算放大器的輸出端并聯(lián)一電容C4和電阻R17。
【文檔編號】H02J3/01GK204030595SQ201420404421
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權日:2014年7月22日
【發(fā)明者】王成, 田冰, 張輝, 吳昊, 尤志春, 王品 申請人:上海威特力焊接設備制造股份有限公司