工业用消谐滤波节能装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种工业用消谐滤波节能装置及其方法，包括谐波、浪涌吸收整流电路，储能电路，逆变电路，电网电压相位、频率跟踪电路。利用整流滤电路将电网中的谐波和浪涌等信号取出，整流后送给储能电路，即给储能电路充电，整流滤电路和储能电路将工业用电设备在电网上产生的谐波和浪涌等信号吸收到储能电路中，当储能电路达到饱和时，通过逆变电路将储能电路中饱和的能量释放出，逆变电路在进行能量释放时首先要跟踪电网电压的频率和相位，必须达到同频、同相位释放，这样工业用消谐滤波节能装置即消除谐波又达到节能的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电工技术中的电网控制设备，特别是涉及一种。
技术介绍
电能是现代社会使用最为广泛的能源，现代工业的发展带来了电网电能质量下降和高质量电能需求之间的矛盾。一方面，由于节能技术和自动化技术的推广，各种电力电子装置等非线性扰动负载的接入日益增多，不但使电能的需求量日益增加，而且不可避免地将产生的高次谐波电流大量注入电网，造成了诸如电网电压波形畸变、电压闪变、干扰等现象，导致电能质量日趋恶化；另一方面，由于电力电子技术发展的需要，各种芯片制造、精密加工设备如变频调速驱动器、机器人、自动生产线、可编程控制器、计算机信息系统等敏感负荷设备不但对供电电压中断、闪变和谐波含量等供电质量提出了更为严格的要求，而且对电源的波动和外界干扰十分敏感。任何供电质量的恶化都可能造成产品质量的下降，造成重大的经济损失，由此，电力谐波成为电能质量的主要问题。电网谐波主要由非线性负荷产生。非线性负荷吸收的电流与端电压不成线性关系，结果电流发生波形畸变且导致端电压波形畸变。这种周期性的畸变波形可按基频(50Hz)展开成傅里叶级数形式，其大于基频的分量即为谐波。谐波污染对电力系统和用电设备的危害是严重的，主要表现在如下几个方面1、增加电力设施负荷，降低系统功率因数，降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率，造成设备浪费、线路浪费和电能损失；2、引起无功补偿电容器组谐振和谐波电流放大，导致电容器组因过电流或过电压而损坏或无法投入运行；3、产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命；4、由于涡流和集肤效应，使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热，浪费电能并加速绝缘老化；5、谐波电压以正比于其峰值电压的形式增强了绝缘介质的电场强度，降低设备使用寿命；6、3的倍数次谐波电流会导致三相四线系统的中线过载，并在三角形接法的变压器绕组内产生环流，使绕组电流超过额定值，严重时甚至引发事故。凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信设备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。1917年美国和德国科学家分别专利技术了 LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、 稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。我国现有滤波器的种类和所覆盖的频率已基本上满足现有各种电信设备。从整体而言，我国有源滤波器发展比无源滤波器缓慢，尚未大量生产和应用。从下面的生产应用比例可以看出我国各类滤波器的应用情况LC滤波器占50% ；晶体滤波器占20% ；机械滤波器占15% ； 陶瓷和声表面滤波器各占1% ；其余各类滤波器共占13%。从这些应用比例来看，我国电子产品要想实现大规模集成，滤波器集成化仍然是个重要课题。随着电子工业的发展，对滤波器的性能要求越来越高，功能也越来越多，并且要求它们向集成方向发展。我国滤波器研制和生产与上述要求相差甚远，为缩短这个差距，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的工业用消谐滤波节能装置，能够改进一般现有的工业用消谐滤波节能装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的滤波装置存在如下缺陷传统无源滤波装置可以有效地消除谐波，但是谐波能量没有得到充分利用；传统有源滤波装置通过反向注入能量将谐波消除掉，可以有效地消除谐波，但是需要外部提供能量，且本身损耗较大，本专利技术提供一种新型结构的工业用消谐滤波节能装置，所要解决的技术问题是不仅使其具有消除谐波功能，而且还具有将谐波能量充分利用功能，具有明显节能效果，从而更加适用，且具有产业上的利用价值。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述专利技术目的，本专利技术的主要
技术实现思路
如下一种工业用消谐滤波节能装置，包括谐波、浪涌吸收整流电路，用于将电网中的谐波和浪涌等信号取出，并进行整流； 储能电路，用于储存谐波和浪涌吸收整流电路整流后的电能； 逆变电路，用于将储能电路中饱和的电能释放；电网电压相位、频率跟踪电路，用于跟踪电网电压的频率和相位，将储能电路中的电能达到与电网电压同频、同相位，从而使储能电路中饱和的电能通过逆变电路释放。一种工业用消谐滤波节能方法，其步骤如下(1)、通过谐波、浪涌吸收整流电路将谐波和浪涌从电网中取出；(2)、通过整流后存储到储能电路中；(3)、通过电网电压相位、频率跟踪电路，将储能电路中的电能，通过逆变电路同频、同相释放到电网中。前述的储能电路采用电容储能，前述的电网电压相位、频率跟踪电路包括电压信号采集电路、微处理器、驱动电路；微处理器通过电压信号采集电路的信息将储能电路中的电能进行处理，达到与电网电压同频、同相位，然后发送到驱动电路。前述的微处理器的工作电源是储能电路。前述的逆变电路包括H桥式电路、输出滤波电路，H桥式电路用于接收电网电压相位、频率跟踪电路中驱动电路的电能，通过输出滤波电路释放到电网中。前述的H桥式电路的工作电源是储能电路。前述的工业用消谐滤波节能装置适用范围为30—300KW、电压220-380VAC工业用电设备。借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点1、利用储能电路将工业用电设备产生的谐波吸收到储能电路中。2、当储能电路达到饱和时，释放出能量，这样即消除谐波又达到节能的双重目的。3、传统无源滤波装置可以有效地消除谐波，但是谐波能量没有得到充分利用；传统有源滤波装置是通过反向注入能量将谐波消除掉，可以有效地消除谐波，但是需要外部提供能量，且本身损耗较大，本专利技术提供一种新型结构的工业用消谐滤波节能装置，所要解决的技术问题是不仅使其具有消除谐波功能，而且还具有将谐波能量充分利用功能，具有明显节能效果，从而更加适用，且具有产业上的利用价值。4、本专利技术从优化电机设计工业、合理选型、技术改造等途径节能，它的成功研制将填补国内电子行业的技术空白。并且该产品大规模投入生产，会带来更多的就业机会，促进本地经济的发展，具有良好的经济效益和社会效益。综上所述，本专利技术具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的滤波器具有增进的多项功效， 从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种工业用消谐滤波节能装置，其特征在于包括：谐波、浪涌吸收整流电路，用于将电网中的谐波和浪涌等信号取出，并进行整流；储能电路，用于储存谐波和浪涌吸收整流电路整流后的电能；逆变电路，用于将储能电路中饱和的电能释放；电网电压相位、频率跟踪电路，用于跟踪电网电压的频率和相位，将储能电路中的电能达到与电网电压同频、同相位，从而使储能电路中饱和的电能通过逆变电路释放。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张金波，邓立华，江琴，宋佳佳，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：32