[发明专利]一种基于模块化设计的有源滤波装置

说明书

技术领域

本发明属于有源滤波技术领域，具体涉及一种基于模块化设计的有源滤波装置。

背景技术

随着近年来电力电子技术的飞速发展，我国在许多工业部门中大量的使用了电力整流及换流技术，但是这些整流及换流装置功率因数不高，并且给电网的运行带来了额外负担，同时也对电网的供电质量产生了严重的影响。因此，无功和谐波问题对电力系统所造成的危害已经日趋严重，对广大电力方向研究人员来说，无功补偿和谐波抑制问题的研究具有十分重大的意义。

现有的有源电力滤波器APF可以对幅值和频率都变化的谐波进行动态跟踪补偿，并且其响应迅速，而且补偿精度较高。但是，如果将APF直接接入电网中，则它将会直接承受交流电源的基波电流，同时对于谐波电流的补偿电流将全部由变流器提供，这样的话要求APF具有较大的安装容量，导致现有的有源滤波装置存在成本高、装置容量大的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于模块化设计的有源滤波装置。

一种基于模块化设计的有源滤波装置，包括：处理器，所述：处理器用于接收电网电压信号、负载电流信号，并从负载电流信号中分离出无功和谐波电流分量，并对驱动电路发出驱动脉冲信号，以控制驱动开关组的驱动开关产生与无功和谐波电流大小相等方向相反的补偿电流注入电网中，以消除负载无功和谐波电流；

控制驱动开关组、耦合变压器；其特征在于：所述处理器的驱动脉冲信号输出端与驱动电路的输入端相连接，驱动电路的输出端与各驱动开关的控制端相连接，驱动开关组由六组驱动开关两两串联后并联组成，驱动开关组与两组电容串联的电路并联，两组串联电容之间的线路与电网的零线相连接，两两串联的驱动开关之间的线路分别与耦合变压器的输入端相连接，耦合变压器的输出端经滤波电感、滤波电容与电网的三相线路相连接，处理器的信号输入端分别与电压信号放大电路、电源电流放大电路、负载电流放大及滤波电路的输出端相连接。

优选地，所述电压信号放大电路的输入端与电压取样元件的输出端相连接，电压取样元件安装在电网的三相线路上。

优选地，所述电源电流放大电路的输入端与电源电流取样元件的输出端相连接，电源电流取样元件安装在电网的三相线路上。

优选地，所述负载电流放大及滤波电路的输入端与负载电流取样元件的输出端相连接，负载电流取样元件安装在电网的三相线路上。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过有源滤波技术，将无功和谐波电流大小相等方向相反的补偿电流注入电网中，以消除负载无功和谐波电流，能够起到有效的抑制谐波及无功补偿的作用。

附图说明

图1为本发明一种基于模块化设计的有源滤波装置的结构示意图。

图中，1、变压器，2、滤波电容，3、滤波电感，4、耦合变压器，5、电感，6、驱动开关组，7、驱动开关，8、电容，9、驱动电路，10、电压信号放大电路，11、电源电流放大电路，12、处理器，13、负载电流放大及滤波电路，14、负载。

具体实施方式

参见图1，一种基于模块化设计的有源滤波装置，包括：处理器12，所述：处理器12用于接收电网电压信号、负载电流信号，并从负载电流信号中分离出无功和谐波电流分量，并对驱动电路9发出驱动脉冲信号，以控制驱动开关组6的驱动开关7产生与无功和谐波电流大小相等方向相反的补偿电流注入电网中，以消除负载无功和谐波电流；

控制驱动开关组6、耦合变压器4；其特征在于：所述处理器12的驱动脉冲信号输出端与驱动电路9的输入端相连接，驱动电路9的输出端与各驱动开关7的控制端相连接，驱动开关组6由六组驱动开关7两两串联后并联组成，驱动开关组6与两组电容8串联的电路并联，两组串联电容5之间的线路与电网的零线相连接，两两串联的驱动开关7之间的线路分别与耦合变压器4的输入端相连接，耦合变压器4的输出端经滤波电感3、滤波电容2与电网的三相线路相连接，处理器12的信号输入端分别与电压信号放大电路10、电源电流放大电路11、负载电流放大及滤波电路13的输出端相连接。

所述电压信号放大电路10的输入端与电压取样元件的输出端相连接，电压取样元件安装在电网的三相线路上。

所述电源电流放大电路11的输入端与电源电流取样元件的输出端相连接，电源电流取样元件安装在电网的三相线路上。

所述负载电流放大及滤波电路13的输入端与负载电流取样元件的输出端相连接，负载电流取样元件安装在电网的三相线路上。

本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。