[发明专利]一种有源滤波器及其调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源滤波器及其调节方法，属于电力电子技术领域。 

背景技术

有源滤波器是一种用于动态抑制谐波的新型电力电子装置，之所以称之为有源是因为需要为其提供电源（用以治理主电路的谐波），其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制的缺点（只能消除特定的几次谐波），实现了动态跟踪滤波； 

但是，目前常规的谐波治理多采用无源滤波器，该种无源滤波装置的谐波补偿特性受系统参数影响较大，只能滤除特定的几次谐波，会对某些次谐波会产生放大作用，谐波滤除率低，易与系统或者其它滤波支路发生串并联谐振，影响用户用电质量；

同时，整个有源滤波器的电路集成在一块PCB电路板上，整个电路板的扩展性极差，只能实现某些特定的功能，若此产品系列需进行深入开发以扩展产品功能，往往需要重新设计、重新布板，大大延误了整个设计周期，增加了设计成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种谐波治理效果好、能够主动滤除电网多次不同的谐波、不会产生谐振、能够抑制由于外电路的谐振而产生的谐波电流，保护用电设备自身不受电网干扰，且扩展性强、可靠性好、灵活性高的有源滤波器及其调节方法。 

本发明的目的是这样实现的： 一种有源滤波器，所述装置包含有信号处理电路，所述信号处理电路上连接有信号采集电路，所述信号处理电路经指令信号发生电路后与驱动模块相连，所述信号采集电路与一串接在电源线路上的电流互感器二相连接，所述电源线路经断路器、熔断器、接触器、主接触器和电感后与IGBT逆变器相连，所述主接触器上并联有一预充电电阻，所述主接触器和电感之间的连接线上串接有电流互感器一，所述电流互感器一与信号采集电路相连，所述IGBT逆变器与驱动模块相连，所述IGBT逆变器的直流母线之间接有一直流侧母线电容，直流侧母线电容的正、负极经反馈电路后与信号采集电路相连。 

本发明有源滤波器，所述信号采集电路和反馈电路设置于PCB板一上，所述信号处理电路和指令信号发生电路设置于PCB板二上，PCB板一上设置有插座，PCB板二底部设置有插针，PCB板一和PCB板二通过插座和插针的配合相连接；所述PCB板一上设置有接口一、接口二、接口三和接口四，所述反馈电路通过接口一与IGBT逆变器直流侧母线相连，所述采集电路分别经接口二和接口三后与电流互感器一和电流互感器二相连，所述采集电路经插座和插针的配合后将信号输送至信号处理电路，所述信号处理电路将处理后的信号经指令信号发生电路、插座和插针的配合后再经接口四传输给驱动模块。 

一种有源滤波器的调节方法，所述调节方法的步骤为： 

步骤一：信号采集电路通过电流互感器二实时获取电网中由非线性负载产生的电流波形；

步骤二：步骤一中获取的电流波形输入至信号处理电路，分离出其中的谐波分量信号；

步骤三：步骤二中分离出的谐波分量信号经信号处理电路进行反相处理后，通过指令信号发生电路，形成控制指令；

步骤四：控制指令经驱动模块后输入IGBT逆变器，从而通过驱动模块实现了对IGBT逆变器的实时、精确、快速控制；

步骤五：IGBT逆变器的输出电流经电感之后，便形成了与原采样的谐波电流波形相反的补偿谐波电流，并送至谐波源的并网点，与原负载谐波电流进行抵消。

本发明一种有源滤波器的调节方法，在进行步骤一至五的同时，装置通过信号采集电路通过电流互感器一实时采集装置的补偿电流，与由电流互感器二采集的负载谐波电流进行比较，形成一个闭环反馈控制。 

本发明一种有源滤波器的调节方法， 在进行步骤一之前，先合接触器，主回路经预充电电阻进行限流，为IGBT逆变器的直流侧母线电容充电，待该电容电压平稳后，合上主接触器短接预充电电阻，促使直流侧母线电容整流升压的过程缓慢、平稳，无合闸瞬间冲击电流；同时，通过直流电压反馈电路，将当前直流侧母线电容的电压送至信号采集电路，随后信号处理电路将反馈直流电压与目标直流电压进行比较，将比较差值经处理后转换为当前控制目标，指令信号发生电路将补偿谐波电流与直流电压控制目标进行叠加并形成控制指令信号，最终达到控制直流电压与发出补偿电流的目的。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：