基于DSP的静止无功发生器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于DSP的静止无功发生器，包括主电路和控制电路。主电路包括逆变电路、整流电路以及储能电容和滤波电感；控制电路包括电压过零检测电路、检测调理电路、第一、二电流互感器、电压互感器、智能功率模块、DSP控制板。逆变电路连接整流电路，整流电路经过储能电容连接至智能功率模块；智能功率模块经过滤波电感连接至电网；连接至电网的电压互感器的另一端与电压过零检测电路连接，电压过零检测电路另一端与DSP控制板连接；连接至电网的第一电流互感器经过检测调理电路与DSP控制板连接，连接至滤波电感与电网之间的第二电流互感器经过检测调理电路与DSP控制板连接；DSP控制板控制智能功率模块。工作可靠、维护简单且价格低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种静止无功发生器，尤其是涉及一种基于DSP的静止无功发生器。
技术介绍
电网冲击性负荷的不断增加对电网的电能质量产生了很大的不利影响,而任何电能质量的恶化都很可能给人们的正常生产生活造成严重后果(I)随着感性负载如工频炉、电动机、电焊机等的广泛使用，消耗的无功功率呈现迅猛态势，导致视在功率和电流的增大，使得变压器和发电机等设备容量及线路损耗增加。此外，投入运行的控制设备的体积和成本也要增加，使得生产率降低。(2)冲击性无功负荷会使电网压降增大、电压出现剧烈波动、甚至导致动力和保护设备无法正常运行，严重影响了供电质量。(3)产生高次谐波干扰通信系统的信息传递，产生大量的噪声，使得传输信号的质量大大降低，更甚则丢失传输信息，导致整个通信系统都不能正常工作。(4)吸收大量的无功功率，使得系统的功率因数降低，电费增加。因此，为了设备运行的安全稳定、电网的可靠安全以及电能质量的改善，必须对电网的无功功率进行适当的补偿。因而，在当今电力电子与电力传动和电力系统自动化领域中，对于怎样能够更高效、更快速、更好的对无功功率进行补偿成为国内外共同关注的焦点。在欧美、日本等科技发达国家，对于无功补偿的控制方法以及投入生产运行的技术早已成熟，而在我国，这一技术的发展才刚刚起步，因此，对于无功补偿这一先进技术的开发研究显得尤为重要。
技术实现思路
本技术提供了一种基于DSP的静止无功发生器，包括主电路和控制电路；主电路包括逆变电路、整流电路以及储能电容和滤波电感；控制电路包括电压过零检测电路、检测调理电路、第一电流互感器、电压互感器、智能功率模块、DSP控制板及第二电流互感器。逆变电路连接整流电路，整流电路经过储能电容连接至智能功率模块；智能功率模块经过滤波电感连接至电网；连接至电网的电压互感器的另一端与电压过零检测电路连接，电压过零检测电路另一端与DSP控制板连接；连接至电网的第一电流互感器经过检测调理电路与DSP控制板连接，连接至滤波电感与电网之间的第二电流互感器经过检测调理电路与DSP控制板连接；DSP控制板产生PWM信号控制智能功率模块。整流电路采用的是三相不可控整流桥；DSP控制板中的DSP芯片采用TMS320F28I2 ;电压互感器选用电压互感器TVS1908-02 ;检测调理电路中的电流检测选用电流传感器LA55-P。基于DSP的静止无功发生器与传统型无功补偿装置如调相机、静止无功补偿装置(SVC)等相比较主要有以下优点(I)调节速度更快、调节范围更宽广、控制精度更高，在感性和容性负载下均可连续调节；(2)依据瞬时无功功率理论对系统电压进行控制，即使系统电压降低，依然可以维持最大无功电流，即系统电压不会对静止无功发生器产生的无功电流造成影响；(3)采取PWM、多电平、多重化等技术后，补偿电流中的谐波含量大大减少，从而减轻了对电网的污染程度；(4)为了提高系统的可靠性，采用数字控制技术，同时减少了对系统的维护工作，大大节省了维护费用；(5)静止无功发生器使用的电容和电抗器容量较小，大大节省了装置的生产开发成本。 附图说明图I是基于DSP的静止无功发生器的拓扑结构图。具体实施方式图I是基于DSP的静止无功发生器的拓扑结构图。本技术的基于DSP的静止无功发生器包括主电路和控制电路。主电路包括逆变电路、整流电路以及储能电容和滤波电感；控制电路包括电压过零检测电路、检测调理电路、第一电流互感器、电压互感器、智能功率模块(IPM)、DSP电路板及第二电流互感器。逆变电路I连接三相不可控整流桥2，三相不可控整流桥2经过储能电容3连接至智能功率模块(IPM)9 ;智能功率模块(IPM)9经过滤波电感4连接至电网；连接至电网的电压互感器8的另一端与电压过零检测电路5连接，电压过零检测电路5另一端与DSP 10连接；连接至电网的电流互感器7经过检测调理电路6与DSP 10连接，连接至滤波电感4与电网之间的电流互感器11经过检测调理电路6与DSP 10连接；DSP 10产生PWM信号控制智能功率模块(IPM) 9。主电路设计主电路采用典型的交流-直流-交流结构，为了节省成本，整流电路2采用的是三相不可控整流桥，整流桥输出的直流电压经过储能电容3滤波之后获取稳定的直流电压。本装置中采用智能功率模块(IPM)9作为主电路的逆变桥。储能电容3的选择。直流侧电容的主要功能是稳定直流侧电压和滤波，理论上电容量越大越好，在考虑设计成本之后，依据工程上的经验公式，最后选择用4个容量为2200uf，耐压值是450V的电容，将他们进行两串两并，这样得到总的耐压值为900V，容量为2200ufo控制电路设计DSP控制板10中的DSP芯片优选采用TMS320F28I2，其是TI公司推出的较为先进且功能强大的32位定点数字信号处理器，其主频最高可以达到150MHZ，大大提高了控制系统的处理速度和控制精度。电压互感器8选用电压互感器TVS1908-02，该互感器是电子式电流型电压互感器，内置运算放大器、测量精度高、全封闭、使用安全可靠、机械和耐环境性能好，工作的额定输入电压为220V，满足本装置的设计要求。从电网A相出来的220V电压经过了TVSI908-02之后将输出端接到了电压过零检测电路5的输入端，从检测电路5的输出得到的就是和A相电压同相位的方波。检测调理电路6为电流检测调理电路，其中的电流检测选用电流传感器LA55-P，该传感器是应用霍尔原理的闭环电流传感器，该传感器具有测量精度高、响应速度快、具有良好的线性度以及抗干扰能力强的特点。工作原理从图I可以看出，用DSP的CAP模块捕获电压过零点；通过DSP自带的AD模块对 所需检测的电流信号进行采样，再经过一系列运算产生驱动IPM9的PWM信号控制静止无功发生器发出所需要的补偿电流大小。权利要求1.一种基于DSP的静止无功发生器，包括主电路和控制电路；主电路包括逆变电路(I)、整流电路(2)以及储能电容(3)和滤波电感(4);控制电路包括电压过零检测电路(5)、检测调理电路(6)、第一电流互感器(7)、电压互感器(8)、智能功率模块(9)、DSP控制板(10)及第二电流互感器(11)，其特征在于，逆变电路(I)连接整流电路(2)，整流电路(2)经过储能电容(3)连接至智能功率模块(9);智能功率模块(9)经过滤波电感(4)连接至电网；电压互感器(8 )的一端连接至电网，另一端与电压过零检测电路(5 )的一端连接，电压过零检测电路(5)的另一端与DSP控制板(10)连接；第一电流互感器(7)的一端连接至电网，另一端经过检测调理电路(6)与DSP控制板(10)连接，连接在滤波电感(4)与电网之间的第二电流互感器(11)经过检测调理电路(6)与DSP控制板(10)连接；DSP控制板(10)产生PWM信号控制智能功率模块(9)。2.如权利要求I所述的基于DSP的静止无功发生器，其特征在于，整流电路(2)采用三相不可控整流桥。3.如权利要求I所述的基于DSP的静止无功发生器，其特征在于，DSP控制板(10)中的DSP芯片采用TMS320F28I2。4.如权利要求I所述的基于DSP的静止无功发生器，其特征在于，电压互感器(8)采用电压互感器TVS1908-02。5.如权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP的静止无功发生器，包括主电路和控制电路；主电路包括逆变电路（1）、整流电路（2）以及储能电容（3）和滤波电感（4）；控制电路包括电压过零检测电路（5）、检测调理电路（6）、第一电流互感器（7）、电压互感器（8）、智能功率模块（9）、DSP控制板（10）及第二电流互感器（11），其特征在于，逆变电路（1）连接整流电路（2），整流电路（2）经过储能电容（3）连接至智能功率模块（9）；智能功率模块（9）经过滤波电感（4）连接至电网；电压互感器（8）的一端连接至电网，另一端与电压过零检测电路（5）的一端连接，电压过零检测电路（5）的另一端与DSP控制板（10）连接；第一电流互感器（7）的一端连接至电网，另一端经过检测调理电路（6）与DSP控制板（10）连接，连接在滤波电感（4）与电网之间的第二电流互感器（11）经过检测调理电路（6）与DSP控制板（10）连接；DSP控制板（10）产生PWM信号控制智能功率模块（9）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，古雄文，刘岩，
申请(专利权)人：珠海派诺科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：