有源式电力滤波器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种有源式电力滤波器，包括有谐波检测运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路，谐波检测运算电路与电流跟踪电路之间耦接有一开关电路，开关电路控制信号谐波检测运算电路的启闭，谐波检测运算电路耦接有一频率检测电路，频率检测电路响应于谐波信号，输出一控制信号，以控制开关电路的启闭。本实用新型专利技术的目的在于提供一种检测谐波电流的频率，一方面防止频率过大时，补偿电流失真，造成补偿后的主线路电流依旧带有大量谐波对后续的负载造成影响；另一方面防止频率过小时，主线路电流中的谐波对负载不会造成实质影响，而此时依旧会有补偿电流产生，其实质是非必要的，仅仅会造成功耗的有源式电力滤波器。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种滤波器，更具体地说，它涉及一种有源电力滤波器。
技术介绍
有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵销负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。如图1所示为最基本的有源电力滤波器系统构成原理图。图中Vs表示交流电源，负载为谐波源，它产生谐波并消耗无功功率。APF系统由两大部分组成，即指令运算电路和补偿电流发生电路（由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路等三部分构成）。指令运算电路是检测出补偿对象中谐波和无功等电流分量。补偿电流发生电路则是根据运算电路得出的补偿指令信号，产生实际的补偿电流。主电路均采用PWM变流器。常见的PWM变流器，其主要由6个IGBT（绝缘栅极型功率管）组成，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件；IGBT组成的PWM变流器具有较低的开关损耗，以便于在其控制极受控于驱动电路，以产生补偿电流的过程中，规避过大的开关损耗。针对有源电力滤波器，其实质是从补偿对象中检测出谐波电流,利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波幅度相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的，上述的谐波电流受制于补充对象中的实际电流，如果检测出来的谐波电流的频率大于IGBT的开关频率，则会出现补偿电流失真，无法有效地补偿原有的谐波电流。这样会使输入至负载的电流依旧带有谐波影响负载性能；如果检测出来的谐波电流的频率过小，则证实谐波电流相对于基波电流而言是可忽视的，补偿电流是没必要的。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种检测谐波电流的频率，一方面防止频率过大时，补偿电流失真，造成补偿后的主线路电流依旧带有大量谐波对后续的负载造成影响；另一方面防止频率过小时，主线路电流中的谐波对负载不会造成实质影响，而此时依旧会有补偿电流产生，其实质是非必要的，仅仅会造成功耗，的有源式电力滤波器。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案： 一种有源式电力滤波器，包括有谐波检测运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路，该谐波检测运算电路与电流跟踪控制电路之间耦接有一开关电路，该开关电路控制该信号谐波检测运算电路的启闭，该谐波检测运算电路耦接有一频率检测电路，该频率检测电路响应于谐波检测运算电路输出的谐波信号，输出一控制信号，以控制开关电路的启闭。 作为本技术的设置为，该频率检测电路包括有放大整形电路、单片机测频电路，该放大整形电路响应于该谐波信号，以输出一方波信号，该单片机测频电路响应于该方波信号，将该方波信号的频率与预设的频率阀值比较，以输出控制信号。 作为本技术的设置为，该放大整形电路包括有放大电路和整形电路，该放大电路响应于该谐波信号，以放大该谐波信号并输出一放大信号，该整形电路响应于该放大信号，以对该放大信号整形并输出一方波信号。 作为本技术的设置为，该放大电路包括有放大器，该放大器的一输入端接收该谐波信号，另一输入端接地，该放大器的输出端输出放大信号至整形电路。 作为本技术的设置为，该整形电路包括有比较器，该比较器的一输入端接收该放大信号，另一输入端输入一基准电压，该比较器的输出端输出方波信号至单片机测频电路的单片机。 作为本技术的设置为，该开关电路包括有开关元件，该开关元件一端与频率检测运算电路耦接，以接收谐波信号，另一端耦接至电流跟踪控制电路，其控制端受控于该控制信号。 与现有技术相比，本技术一方面克服了由于IGBT的开关频率是限定的，当谐波频率过大时会造成补偿电流失真，导致主线路电流依旧携带大量的谐波电流，对负载造成破坏；另一方面当谐波频率过低时，其谐波电流相对于基波电流可以忽略不计，则切断对主线路电流的检测与补偿，减少非必要的功耗。附图说明图1为现有技术的有源式电力滤波器的系统框图；图2为本技术有源式电力滤波器实施例的系统框图；图3为本技术有源式电力滤波器实施例的放大电路图；图4为本技术有源式电力滤波器实施例的整形电路图；图5为本技术有源式电力滤波器实施例的单片机测频电路图；图6为本技术有源式电力滤波器实施例的开关电路图。 附图标注：1、频率检测电路；111、放大电路；112、整形电路；12、单片机测频电路；2、开关电路。具体实施方式参照图1至图6对本技术有源式电力滤波器实施例做进一步说明。如图1所示，在现有技术中公开了一种有源式电力滤波器，其通过谐波检测运算电路对主线路的电流进行检测，将电流分为基波电流以及谐波电流，在通过电流跟踪控制电路以及驱动电路对谐波电流进行运算，以控制主电路中开关元件的开断，以在主电路中产生与谐波电流频幅相同，相位相反的补偿电流对主线路的电流进行补偿，消除主线路的电流的谐波，保证负载正常工作。如图2所示，在本实施例公开了一种对现有技术中有源电力滤波器进行优化的设计电路。本实施例通过开关电路2控制谐波检测元算电路的启闭，进而控制整个有源电力滤波器的工作与否；再通过频率检测电路1检测谐波检测运算电路所输出的谐波电流的频率，进一步地通过检测谐波电流的频率，控制开关电路2的工作状态，达到通过检查谐波电流的频率，控制整个有源电力滤波器的工作状态。本实施例可以有效地防止谐波信号的频率超出IGBT的开关频率，导致补偿电流失真，进而无法有效地补偿主线路的电流，造成主线路的电流依旧携带有高频的谐波电流，对负载造成影响，甚至顺坏；更进一步地，可以防止谐波信号的频率过低时，其主线路的电流携带的谐波电流对负载本身不会造成影响，而此时有源电力滤波器依旧在工作，造成不必要的功耗。本实施例的工作流程在于，通过频率检测电路1检测谐波检测运算电路输出的谐波电流P0，对谐波电流P0进行放大、整形成一方波信号，进一步地利用单片机计算方波信号的频率，以对方波信号的频率大小进行决定，在根据方波信号的频率大小与预设的频率的大小进行比较，来输出控制信号达到开关开关电路2的功能。如图3所示，本实施例的放大电路111，包括有一比较器（这里选取型号为LM358的通用运算放大器），其同相端接收来自谐波检测运算电路的谐波电流，其反向端通过电阻R1接地，其输出端输出放大信号P1，其输出端同时通过一电阻R2接地，进一步地，LM358的反向端与输出端之间通过哦电路Rf连接在一起。通过前述负反馈电流型放大电路111可以对谐波信号进行放大，以输出一放大信号。如图4所示，本实施例的整形电路112，包括有一比较器（这里选取型号为LM311的电压比较器），前述的放大信号通过一电阻R3后输入至LM311的一输入端，一基准电压Vref通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源式电力滤波器，包括有谐波检测运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路，其特征在于： 该谐波检测运算电路与电流跟踪控制电路之间耦接有一开关电路，该开关电路控制该谐波检测运算电路的启闭， 该谐波检测运算电路耦接有一频率检测电路，该频率检测电路响应于谐波检测运算电路输出的谐波信号，输出一控制信号，以控制开关电路的启闭。

【技术特征摘要】
1.一种有源式电力滤波器，包括有谐波检测运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路，其特征在于：
 该谐波检测运算电路与电流跟踪控制电路之间耦接有一开关电路，该开关电路控制该谐波检测运算电路的启闭，
 该谐波检测运算电路耦接有一频率检测电路，该频率检测电路响应于谐波检测运算电路输出的谐波信号，输出一控制信号，以控制开关电路的启闭。
2. 根据权利要求1所述的有源式电力滤波器，其特征在于：该频率检测电路包括有放大整形电路、单片机测频电路，
 该放大整形电路响应于该谐波信号，以输出一方波信号，
 该单片机测频电路响应于该方波信号，将该方波信号的频率与预设的频率阀值比较，以输出控制信号。
3. 根据权利要求2所述的有源式电力滤波器，其特征在于：该放大整形电路包括有放大电路和整形电路，

【专利技术属性】
技术研发人员：黄颖博，
申请(专利权)人：百固电气有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33