[实用新型]一种单相有源滤波器测控装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种单相有源滤波器测控装置。

背景技术

随着大量非线性电力电子装置的应用，使电网谐波污染日趋严重，严重影响了电网安全，谐波治理已被广泛关注。有源电力滤波器(APF)就是用于治理谐波和无功的重要装置，该装置与传统的无源滤波器相比，可以快速动态补偿各次谐波和无功，如何对其进行有效的检测和控制是近年来研究热点。有源滤波器在数据处理方面，传统方法多采用单片机或定点DSP进行检测和控制, 系统的运算速度和实时性难以保证。由于电气化铁道等单相负荷的存在造成了三相电网的严重不平衡，采用三相有源滤波器进行补偿效果并不理想，需要一种对单相电网和三相四线制不对称电网都是适用的单相并联型有源滤波装置。

发明内容

为了解决对于单相电网和三相四线制不对称电网的谐波治理问题，本实用新型提出了一种单相有源滤波器测控装置。

该单相有源滤波器测控装置，包括算法DSP，主控DSP， CAN总线，交流电压传感器及电压过零检测电路、霍尔传感器，直流电压传感器，驱动电路，液晶显示器LCD，键盘和上位机PC，其中交流电压传感器及电压过零检测电路采集电网电压并对其进行过零点检测，霍尔传感器采集电网电流，直流电压传感器采集所述单相有源滤波器中逆变器的输入端电压，所述交流电压传感器及电压过零检测电路、霍尔传感器和直流电压传感器采集的结果输入至算法DSP，并通过CAN总线传送至主控DSP，主控DSP对采集的结果进行计算，将控制命令发送给算法DSP，由算法DSP产生驱动信号至驱动电路，并通过驱动电路控制所述逆变器中IGBT的导通和关断，并且，主控DSP分别连接液晶显示器LCD，键盘和上位机PC。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1为根据本实用新型的单相有源滤波器测控装置硬件框图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

图1为单相有源滤波器测控装置硬件框图。为了满足实时性要求，整个测控装置采用双DSP结构，分别称作算法DSP和主控DSP。算法DSP与主控DSP通过CAN总线连接，算法单元包括交流电压传感器及电压过零检测电路、霍尔传感器和直流电压传感器，主要负责电能信号采集，指令电流的计算，产生驱动信号，并通过脉冲触发驱动电路控制四个IGBT管的导通和关断，使逆变器产生补偿无功和抑制谐波的电流。主控DSP对CAN总线传过来的采集数据进行计算，得到目前的电能质量参数，并以设定的电能质量目标值进行调整，将控制命令发送给算法DSP，并且，主控DSP连接LCD、键盘和上位机PC。

算法DSP的ADC模块有16个输入通道，有启动转换信号时，ADC模块就会根据所选择的通道进行模数转换，转换完成后，将采样值存储在相应的寄存器中，读出该寄存器的值并乘以数模转换系数即可得到实际模拟量的值。

主控DSP通过CAN总线从算法DSP获得采集的数据，并对电压信号进行监控，当收到的电压值降低为限定值时，其将当前运行参数保存到主控DSP的存储器中，并通过设备显示告知用户。主控DSP通过并口总线与LCD连接，将显示信息在LCD上进行输出。主控DSP通过串口线与键盘连接，采集键盘输入指令。主控DSP的RXD和TXD管脚连接RS485芯片，采用标准ModbusRTU规约与PC上位机进行通信。

为了在主控DSP中完成参数计算、数据存储、状态显示、设备控制等功能，算法DSP需将采样的电压、电流值通过CAN总线发送给主控DSP，CAN总线为多主从方式，通信速率最高可达1Mbps，通讯距离最远可达10km。CAN总线上任意节点都可以向其它节点发送信息，并有CRC及其他校验措施，数据出错率极低。装置采用CTM1050T作为CAN收发器模块，该模块内部集成了所有必需的CAN隔离及CAN收、发器件TMS320F28335的eCAN模块包含32个邮箱，可采用不同的邮箱发送不同的电能参数，发送邮箱和接收邮箱的ID必须相同，采用查询的方式将信息帧发送到CAN的发送缓冲区，通过查询CANRMP寄存器的状态来确定是否收到数据。装置采用中断的方式接收数据。

装置采用双DSP结构完成单相APF的控制，不但提高了系统的实时性，也便于控制和监测同时开发。随着技术的发展，将最新的检测和控制方法应用到实际中，由功能更强大的DSP完成现场数据的处理是必然要求。