[发明专利]一种即插即用的针对指定次谐波的有源电力滤波装置

权利要求书

1.一种即插即用的针对指定次谐波的有源电力滤波装置，其特征在于，适用于包括系统电源和谐波负载的电路，包括：互感器、逆变器、调制信号生成模块；

所述互感器的一次侧绕组为穿过其铁芯内部的系统电源和谐波负载之间的输电线，所述一次侧绕组的绕制匝数为一匝，所述互感器铁芯的形状为细长圆柱状或适用于母排的细长长方体状，流过所述互感器的一次侧绕组的电流包括基波电流和谐波电流；

所述调制信号生成模块用于生成所述逆变器的调制信号，所述调制信号由反向放大后的一次侧基波电流和正向放大后的一次侧指定次谐波电流叠加生成；

所述逆变器用于将直流信号转变成与所述调制信号同频率的交流电流信号并注入所述互感器二次侧绕组，以使所述互感器一次侧基波等效阻抗为Z₁+(1-α)Z_m，互感器一次侧指定次谐波等效阻抗为nZ₁+(1+β)nZ_m，其中，Z₁为互感器的一次侧漏抗，Z_m为互感器的励磁阻抗，n为指定次谐波次数，α和β分别为基波控制系数和谐波控制系数，其分别通过调制信号中一次侧基波电流的放大倍数和一次侧指定次谐波电流的放大倍数来调节；

所述互感器的铁芯为开口形状，以电流钳样式接入系统电源和谐波负载之间；

所述互感器的铁芯或为闭口形状，以插入方式接入系统电源和谐波负载之间；

所述调制信号生成模块包括：基波电流检测单元、指定次谐波电流检测单元、基波电流放大器、谐波电流放大器以及叠加单元；

所述基波电流检测单元，用于从流过所述互感器一次侧绕组的电流中检测所述一次侧的基波电流；

所述指定次谐波电流检测单元，用于从流过所述互感器一次侧绕组的电流中检测所述一次侧的指定次谐波电流；

所述基波电流放大器，用于对所述一次侧的基波电流进行反向放大；

所述谐波电流放大器，用于对所述一次侧的指定次谐波电流进行正向放大；

所述叠加单元，用于将反向放大后的一次侧的基波电流和正向放大后的一次侧的指定次谐波电流叠加，生成调制信号。

2.如权利要求1所述的有源电力滤波装置，其特征在于，调制信号I_ref为：

I_ref＝-k_ik₁I₁⁽¹⁾+k_ik₂I₁⁽ⁿ⁾

其中，I₁⁽¹⁾为互感器一次侧电流I₁中的基波分量，即为一次侧基波电流，I₁⁽ⁿ⁾为互感器一次侧电流I₁中的第n次谐波分量，k_i为确定流过所述互感器一次侧绕组的电流所用的电流互感器的增益，-k₁为基波电流放大器的放大倍数，k₂为谐波电流放大器的放大倍数。

3.如权利要求2所述的有源电力滤波装置，其特征在于，所述互感器二次侧的电流I₂为：

I₂＝K_PWMI_ref＝-K_PWMk_ik₁I₁⁽¹⁾+K_PWMk_ik₂I₁⁽ⁿ⁾，

K_PWM为所述逆变器的增益；所述互感器二次侧绕组电流等效到互感器一次侧的电流I₂′为：

其中，k_T为所述互感器的耦合变比，