有源谐波滤波器和再生能量控制装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术题为“有源谐波滤波器和再生能量控制装置及其操作方法”。一种用于可调速驱动器(ASD)的有源谐波滤波器(AHF)和再生能量控制(REC)装置，该AHF和REC装置包括反相器和控制器，该控制器操作地耦接到反相器以选择性地控制其操作。该控制器被编程用于使反相器在不同模式下操作，以便管理ASD操作过程中出现的不同情况。在AHF模式下，控制器操作反相器以滤除存在于ASD的输入端处的谐波。在REC模式下，控制器操作反相器以控制从ASD流入反相器的再生能量。

Active harmonic filter and regenerative energy control device and its operation method

【技术实现步骤摘要】
有源谐波滤波器和再生能量控制装置及其操作方法
技术介绍
本专利技术整体涉及用于滤除谐波和控制再生能量的电路，并且更具体地涉及与可调速驱动器(ASD)一起使用的有源谐波滤波器(AHF)和再生能量控制(REC)装置及其操作方法。常用于执行功率转换的一种类型的系统是可调速驱动器(ASD，也称为变频驱动器(VFD))。ASD是一种工业控制装置，为驱动系统诸如例如交流(AC)感应电机提供可调频率、可调电压操作。ASD通常接收AC功率输入，使用整流器将AC功率输入转换为直流(DC)功率，并且使用反相器将DC功率逆变为具有期望的电压和频率的AC功率输出以控制电机。ASD的这种可变操作能够精确控制AC电机速度和扭矩。然而，ASD将谐波引入到实现它们的系统中，因为ASD是非线性负载。非线性负载将谐波引入系统，因为非线性负载汲取的电流的波形与电源电压的正弦波形不匹配。ASD是非线性负载，因为它们包括不一定汲取正弦电流的整流器，并且在某些情况下，在输入电流大于30％时产生总谐波失真(THD)。流过系统阻抗的谐波电流产生电压谐波，使电源电压失真。谐波电流也会增加RMS电流，在电网上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可调速驱动器(ASD)的有源谐波滤波器(AHF)和再生能量控制(REC)装置，所述AHF和REC装置包括：/n反相器；和/n控制系统，所述控制系统操作地耦接到所述反相器以选择性地控制其操作，所述控制系统被编程用于：/n使所述反相器在AHF模式下操作，以便滤除存在于ASD的输入端处的谐波；并且/n使所述反相器在REC模式下操作，以便控制从所述ASD流入所述反相器的再生能量。/n

【技术特征摘要】
20180801 US 62/713050;20190611 US 16/4370431.一种用于可调速驱动器(ASD)的有源谐波滤波器(AHF)和再生能量控制(REC)装置，所述AHF和REC装置包括：
反相器；和
控制系统，所述控制系统操作地耦接到所述反相器以选择性地控制其操作，所述控制系统被编程用于：
使所述反相器在AHF模式下操作，以便滤除存在于ASD的输入端处的谐波；并且
使所述反相器在REC模式下操作，以便控制从所述ASD流入所述反相器的再生能量。


2.根据权利要求1所述的AHF和REC装置，其中所述控制系统还被编程用于当所述谐波的特征低于阈值并且所述ASD的DC链路电压低于再生能量阈值时，使所述反相器在关断状态下操作。


3.根据权利要求2所述的AHF和REC装置，其中所述谐波的特征在于由所述谐波引起的总谐波失真(THD)。


4.根据权利要求1所述的AHF和REC装置，所述AHF和REC装置还包括：
电抗器，所述电抗器包括一个或多个电感器，所述电抗器具有第一端部和第二端部，所述第二端部耦接到所述反相器的交流(AC)侧；
电容器组，所述电容器组包括一个或多个电容器，所述一个或多个电容器耦接到所述反相器的直流(DC)侧；和
二极管，所述二极管具有第一端部，所述第一端部耦接到所述电容器组和所述反相器的所述DC侧。


5.根据权利要求4所述的AHF和REC装置，所述AHF和REC装置还包括多个传感器，所述多个传感器包括：
第一传感器，所述第一传感器被配置为测量所述电抗器的所述第一端部的电压；
第二传感器，所述第二传感器被配置为测量在所述电抗器的所述第二端部和所述反相器的所述AC侧之间流动的滤波电流；
第三传感器，所述第三传感器被配置为测量流入所述ASD的线电流；
第四传感器，所述第四传感器被配置为测量所述ASD中的DC链路电压；和
第五传感器，所述第五传感器被配置为测量所述电容器组上的电压；
其中所述控制系统被编程用于基于由所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器、所述第四传感器和所述第五传感器所测量的所述电压和电流来使所述反相器在所述AHF模式和所述REC模式下操作。


6.根据权利要求4所述的AHF和REC装置，其中所述二极管的所述第一端部包括阴极，并且所述二极管的所述第二端部包括阳极。


7.根据权利要求4所述的AHF和REC装置，其中所述AHF和REC装置还包括外壳，并且所述AHF和REC装置能够耦接到作为改装驱动器的ASD。


8.根据权利要求7所述的AHF和REC装置，其中所述电抗器定位在所述外壳外部，并且所述反相器、电容器组、二极管和控制系统定位在所述外壳内部。


9.根据权利要求4所述的AHF和REC装置，还包括：
电磁干扰(EMI)滤波器，所述EMI滤波器耦接到所述电抗器的所述第一端部；和
至少一个继电器，所述至少一个继电器定位在所述EMI滤波器和所述电抗器的所述第一端部之间；
其中所述控制系统被编程用于使所述至少一个继电器在导通状态和关断状态下操作，以使所述EMI滤波器选择性地耦接到所述电抗器的所述第一端部。


10.根据权利要求9所述的AHF和REC装置，其中所述控制系统被编程用于在所述ASD的反相器的切换频率等于或高于预定阈值的情况下，使所述至少一个继电器在所述导通状态下操作。


11.一种操作有源谐波滤波器(AHF)和再生能量控制(REC)装置的方法，所述AHF和REC装置能够耦接到可调速驱动器(ASD)并且具有控制器，所述方法由所述控制器执行并且包括：
监测所述ASD的输入端处的谐波；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·李，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE