專利名稱：一種有源電力濾波器的諧波電流檢測濾波裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有源電力濾波器的諧波電流檢測濾波裝置，屬于電能質(zhì)量控制領 域。
背景技術：
近年來，電力電子裝置和非線性負載的普遍使用，使諧波電流和無功電流大量注 入電網(wǎng)，嚴重威脅電網(wǎng)和電氣設備的安全運行與正常使用，對諧波無功進行濾波和補償已 被人們越來越重視。使用無源濾波裝置來解決無功和諧波問題存在許多缺點。如無源濾波器的設計大 多針對特定頻率的諧波，只能濾除特定次諧波，存在著與電網(wǎng)發(fā)生諧振的可能性；并且對電 網(wǎng)阻抗和頻率變化十分敏感；體積大、損耗大等等。為解決這一問題，人們做了許多研究與 探討，其中具有代表意義的是有源電力濾波器。從目前國外的使用情況來看，利用有源電力 濾波器進行諧波和無功補償是今后的一個發(fā)展趨勢。有源電力濾波器是一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和 大小都變化的諧波和無功進行補償，可以彌補無源濾波器的缺點，獲得比無源濾波器更好 的補償特性，是一種理想的補償諧波裝置。作為有源電力濾波器，其基本原理是檢測負載諧波，注入反相諧波，以諧波的相互 抵消達到濾波的目的。一般的有源電力濾波器是一個電流模式控制的電壓源逆變器。輸出 電流是通過逆變器輸出的電壓作用在輸出電感上產(chǎn)生的。圖1為現(xiàn)有的有源電力濾波器負 載電流檢測、處理原理框圖，由于負載電流是根據(jù)最大負荷設計的，實際投運過程當中由于 負載的變化，檢測得到的負載電流可能較小，勢必造成A/D采樣信號較小。盡管有些負載所 產(chǎn)生的諧波電流較大，但是和負載的基波電流相比仍然所占比例較小，諧波電流與基波電 流相疊加經(jīng)過采樣和A/D轉(zhuǎn)換后從中提取出的諧波電流信號的分辨率會比較低，故采樣到 的諧波電流與傳感器量程相比會太小，引起失真，從而影響有源電力濾波器的補償效果。目 前，為了解決這個問題會采用信號放大的辦法，但是A/D轉(zhuǎn)換器的輸入范圍僅為5V左右，因 此不能將信號放大倍數(shù)提高太多。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能夠準確檢測并濾波有源電力濾波器中諧波電流的裝置。為達到上述目的，本發(fā)明采用技術方案是一種有源電力濾波器的諧波電流檢測濾波裝置，包括與電網(wǎng)連接的輸出電抗器、 與該輸出電抗器連接的有源電力濾波器的功率單元、與該功率單元連接的驅(qū)動電路、其特 征在于還包括兩相坐標系變換模塊、用于將三相負載電流變換為兩相坐標系即d_q坐標系下的 二相負載電流，其中兩相坐標系是與電路中電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角頻率為；[0010]低通濾波模塊、用于將兩相坐標系變換模塊輸出的二相負載電流中d、q分量各自 的諧波分量電流濾除，從而獲得的基波分量電流；三相坐標系變換模塊、用于將經(jīng)低通濾波模塊處理后的基波分量電流變換為三相 坐標系下的三相負載電流的基波分量電流；PWM生成模塊、用于產(chǎn)生控制有源電力濾波器的功率單元的脈沖寬度調(diào)制信號；減法器、用于將三相負載電流與三相坐標系變換模塊輸出的基波分量電流相減， 獲得諧波信號電流。上述技術方案中的有關內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，一個諧波模數(shù)轉(zhuǎn)換器位于所述減法器與PWM生成模塊之間；一個 負載模數(shù)轉(zhuǎn)換器與兩相坐標系變換模塊的輸入端連接；一個基波模數(shù)轉(zhuǎn)換器、位于三相坐 標系變換模塊與減法器之間。2、上述方案中，一個諧波電流放大器位于所述減法器與PWM生成模塊211之間，該 諧波電流放大器用于將諧波信號電流進行放大，獲得三相負載電流諧波信號。由于上述技術方案運用，本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點和效果1、本實用新型在得到負載電流的基波分量，并將基波分量反饋到諧波電流檢測環(huán) 節(jié)，從而降低諧波電流檢測的失真，提高諧波電流補償效果。2、本實用新型通過硬件把負載電流中的基本分量進行分離，將所得諧波電流信號 單獨進行放大并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，從而提高了諧波電流檢測的分辨率，改善了諧波電流的補 償效果。3、本實用新型諧波電流直接由三相負載電流得到，不需要做任何計算，避免了數(shù) 字計算過程中的舍入誤差，提高了諧波電流的檢測精度。4、本實用新型在三相坐標系變換模塊中加入了算法延時補償功能，可以對軟件算 法所產(chǎn)生的延時進行補償，從而使輸出電流的基波分量更加準確。

附圖1為現(xiàn)有的有源電力濾波器結(jié)構(gòu)框圖；附圖2為本實用新型中有源電力濾波器結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一種有源電力濾波器的諧波電流檢測濾波裝置，如附圖1所示，包括與 電網(wǎng)連接的輸出電抗器215 ；與該輸出電抗器215連接的有源電力濾波器的功率單元214 ；與該功率單元214連接的驅(qū)動電路213 ；兩相坐標系變換模塊205、用于將三相負載電流變換為兩相坐標系即d_q坐標系 下的二相負載電流，其中兩相坐標系是與電路中電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角頻率為；低通濾波模塊206、用于將兩相坐標系變換模塊205輸出的二相負載電流中d、q分 量各自的諧波分量電流濾除，從而獲得的基波分量電流；三相坐標系變換模塊207、用于將經(jīng)低通濾波模塊206處理后的基波分量電流變換為三相A-B-C坐標系下的三相負載電流的基波分量電流；PWM生成模塊211、用于產(chǎn)生控制有源電力濾波器的功率單元214的脈沖寬度調(diào)制
信號；減法器217、用于將三相負載電流與三相坐標系變換模塊207輸出的基波分量電 流相減，獲得諧波信號電流；一個諧波模數(shù)轉(zhuǎn)換器210位于所述減法器217與PWM生成模塊211之間；一個負 載模數(shù)轉(zhuǎn)換器204與兩相坐標系變換模塊的輸入端連接；一個基波模數(shù)轉(zhuǎn)換器208、位于三 相坐標系變換模塊207與減法器217之間；一個諧波電流放大器209位于所述減法器217與PWM生成模塊211之間，該諧波 電流放大器209用于將諧波信號電流進行放大。上述實施例只為說明本實用新型的技術構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術 的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。 凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之 內(nèi)。
權利要求一種有源電力濾波器的諧波電流檢測濾波裝置，包括與電網(wǎng)連接的輸出電抗器(215)、與該輸出電抗器(215)連接的有源電力濾波器的功率單元(214)、與該功率單元(214)連接的驅(qū)動電路(213)、其特征在于還包括兩相坐標系變換模塊(205)，用于將三相負載電流變換為兩相坐標系即d-q坐標系下的二相負載電流，其中兩相坐標系是與電路中電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角頻率為ωs；低通濾波模塊(206)，用于將兩相坐標系變換模塊(205)輸出的二相負載電流中d、q分量各自的諧波分量電流濾除，從而獲得的基波分量電流；三相坐標系變換模塊(207)，用于將經(jīng)低通濾波模塊(206)處理后的基波分量電流變換為三相(A-B-C)坐標系下的三相負載電流的基波分量電流；PWM生成模塊(211)，用于產(chǎn)生控制有源電力濾波器的功率單元(214)的脈沖寬度調(diào)制信號；減法器(217)，用于將三相負載電流與三相坐標系變換模塊(207)輸出的基波分量電流相減，獲得諧波信號電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于一個諧波模數(shù)轉(zhuǎn)換器(210)位于所述減 法器(217)與PWM生成模塊(211)之間；一個負載模數(shù)轉(zhuǎn)換器(204)與兩相坐標系變換模 塊(205)的輸入端連接；一個基波模數(shù)轉(zhuǎn)換器(208)位于三相坐標系變換模塊(207)與減 法器(217)之間。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于一個諧波電流放大器(209)位于所述減 法器(217)與PWM生成模塊(211)之間，該諧波電流放大器(209)用于將諧波信號電流進 行放大。
專利摘要本實用新型涉及一種有源電力濾波器的諧波電流檢測濾波裝置，包括兩相坐標系變換模塊，用于將三相負載電流變換為兩相坐標系即d-q坐標系下的二相負載電流，其中兩相坐標系是與電路中電壓矢量同步旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角頻率為ωs；低通濾波模塊；三相坐標系變換模塊，用于將經(jīng)低通濾波模塊處理后的基波分量電流變換為三相坐標系下的三相負載電流的基波分量電流；PWM生成模塊；減法器，用于將三相負載電流與三相坐標系變換模塊輸出的基波分量電流相減，獲得諧波信號電流。本實用新型具有精確檢測并濾波有源電力濾波器中諧波電流的優(yōu)點。
文檔編號H02J3/01GK201583584SQ20092035043
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月28日 優(yōu)先權日2009年12月28日
發(fā)明者吳祥興, 湯玉明 申請人:蘇州工業(yè)園區(qū)和順電氣股份有限公司