一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路制造技术

本实用新型专利技术涉及电路设计技术领域，具体为一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，包括有源滤波器、电流互感器、计算模块、脉冲宽度调制模块、IGBT模块和逆变器。本实用新型专利技术设计简便，有源滤波器通过外部电流互感器CT,实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流，实现滤波功能，本实用新型专利技术的有源电力滤波电路可应用于抑制电力谐波、动态无功补偿的三电平高功率密度电力电子产品，使得三相负荷保持平衡，主要作用为谐波补偿，可广泛应用于0.4KV供电系统的电能质最改善。

An active power filter circuit for harmonic compensation

【技术实现步骤摘要】
一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路
本专利技术涉及电路设计
，具体为一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路。
技术介绍
随着电网中运行电压等级的提高，高压电力电缆在电网运行中大量敷设。随着电缆运行电压等级的提高，对电缆绝缘性能要求不断提高，随之而来的是对于电缆安全运行问题的担忧。目前在电力系统中被广泛使用的仍是定期停电预防性试验的方法，此方法属于离线检测。对尚未投入运行的电缆检测效果良好，但由于这种方法需要停电检测，无法检测正在运行中的电缆。进行定期停电预防性试验会造成供电中断，原先绝缘状况良好的电缆在经过反复的试验后绝缘老化甚至击穿。因此对电缆的运行状况进行在线监测和诊断变得极为必要,及时预测和发现电缆可能的故障，已成为保障电力系统电缆线路安全运行的必要途径，对有源滤波器的使用也越来越多，采用了相位控制，谐波成分很复杂，除含有整数次谐波，还有分数次谐波，电弧炉，加热的电炉，引起三相负荷不平衡，产生谐波电流经变压器线圈注入电网。鉴于此，我们提供一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，以解决上述
技术介绍
中提出现如今有源滤波器采用了相位控制，谐波成分很复杂，除含有整数次谐波，还有分数次谐波，电弧炉，加热的电炉，引起三相负荷不平衡问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，包括有源滤波器、电流互感器、计算模块、脉冲宽度调制模块、IGBT模块和逆变器。作为优选，所述有源滤波器与电流互感器CT连接，检测负载电流；所述计算模块用于计算提取出负载电流的谐波成分；所述脉冲宽度调制模块用于将信号发送至内部IGBT模块；所述IGBT模块用于控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波负载电流。作为优选，所述计算模块采用双DSP和FPGA架构组合的三重保护逻辑。作为优选，所述IGBT模块采用磁性元件设计。作为优选，电路采用三电平模块设计、正序锁相控制和智能FFT。作为优选，电路中还设置有通讯转换器、LCD显示单元和电源指示灯。作为优选，所述电源指示灯包括A相带电指示灯HL1、B相带电指示灯HL2和C相带电指示灯HL3。作为优选，所述LCD显示单元采用液晶显示屏。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本可用于谐波补偿的有源电力滤波电路设计简便，有源滤波器通过外部电流互感器CT,实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流，实现滤波功能，本专利技术的有源电力滤波电路可应用于抑制电力谐波、动态无功补偿的三电平高功率密度电力电子产品，使得三相负荷保持平衡，主要作用为谐波补偿，可广泛应用于0.4KV供电系统的电能质最改善。附图说明图1为本专利技术的电路设计图；图2为本专利技术的互感器电流信号接线图；图3为本专利技术的电路指示灯的线路图；图4为本专利技术通讯接线图；图5为本专利技术的模块设计图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，如图5所示，包括有源滤波器、电流互感器、计算模块、脉冲宽度调制模块、IGBT模块和逆变器。具体的，如图1所示，有源滤波器与电流互感器CT连接，检测负载电流，有源滤波器需要提供电源，用以补偿主电路的谐波，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点(传统的只能固定补偿)，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。进一步的，计算模块用于计算提取出负载电流的谐波成分；计算模块采用双DSP和FPGA架构组合的三重保护逻辑，精确的算法降低IGBT模块损耗，系统可靠性高。具体的，脉冲宽度调制模块用于将信号发送至内部IGBT模块；脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。脉冲宽度调制模块控制技术以其控制简单，灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振波开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。值得说明的是，IGBT模块用于控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波负载电流。IGBT为绝缘栅双极型晶体管，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功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。IGBT模块采用磁性元件设计，优化的磁性元件设计，效率≥97.5％。本实施例的可用于谐波补偿的有源电力滤波电路中有源滤波器通过外部电流互感器CT,实时检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流的谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT，控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波电流，实现滤波功能，本实施例的有源电力滤波电路可应用于抑制电力谐波、动态无功补偿的三电平高功率密度电力电子产品。主要作用为谐波补偿，可广泛应用于0.4KV供电系统的电能质最改善。实施例2作为本专利技术的第二种实施例，电路采用三电平模块设计、高功率密度，机架式安装，易维护，独特的正序锁相控制和智能FFT，完美补偿。进一步的，如图2-4所示，电路中还设置有通讯转换器、LCD显示单元和电源指示灯，通讯转换器是用于将RS485信号转换成为设备能接收的RS232信号；LCD显示单元采用液晶显示屏，用于显示数据信息和数据传输信息；电源指示灯包括A相带电指示灯HL1、B相带电指示灯HL2和C相带电指示灯HL3，快速识别电路状况。此外，本实施例多风道设计，散热效率更高，器件寿命更长。本专利技术的可用于谐波补偿的有源电力滤波电路中有源滤波器通过外部电流互感器CT,实时检测负载电流，并通过内部DSP计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，其特征在于，包括有源滤波器、电流互感器、计算模块、脉冲宽度调制模块、IGBT模块和逆变器，所述有源滤波器与电流互感器CT连接，检测负载电流；所述计算模块用于计算提取出负载电流的谐波成分；/n所述脉冲宽度调制模块用于将信号发送至内部IGBT模块；/n所述IGBT模块用于控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波负载电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，其特征在于，包括有源滤波器、电流互感器、计算模块、脉冲宽度调制模块、IGBT模块和逆变器，所述有源滤波器与电流互感器CT连接，检测负载电流；所述计算模块用于计算提取出负载电流的谐波成分；
所述脉冲宽度调制模块用于将信号发送至内部IGBT模块；
所述IGBT模块用于控制逆变器产生一个和负载谐波大小相等、方向相反的电流注入到电网中补偿谐波负载电流。


2.根据权利要求1所述的可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，其特征在于：所述计算模块采用双DSP和FPGA架构组合的三重保护逻辑。


3.根据权利要求1所述的可用于谐波补偿的有源电力滤波电路，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：何翔，何良，易洋，
申请(专利权)人：浙江奔跑电器有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33