[发明专利]基波磁通调谐无源滤波及谐波提取装置

说明书

技术领域

本发明涉及谐波提取技术，特别是涉及一种基波磁通调谐无源滤波及谐波提取装置。

背景技术

图1为现有技术中通过电源电压转换实现电源输出精确控制的系统的组成结构示意图。如图1所示，在通过电源电压转换实现电源输出精确控制其他设备的应用中，交流电源输出理想基波信号，但进行电压转换的谐波源对理想基波信号产生污染，使得传输线路中的理想基波信号由于叠加了各种频率的谐波信号而产生变形，即，污染了交流电源，进而影响了其他负载的正常工作；可见，电力电子装置产生的谐波已成为电力系统的主要谐波污染源。实际应用中，谐波源的数量和种类愈来愈多，设备的容量也愈来愈大，这样造成了谐波所携带的能量也相当可观。因此，消除谐波的难度日益增大，费用也相应增高；而谐波的消除也造成了能源的浪费。

消除谐波可采用有源滤波和无源滤波等方式。图2为现有技术中串联型有源滤波器的组成结构示意图。图3为现有技术中并联型有源滤波器的组成结构示意图。有源滤波主要采用基波磁通补偿和逆变技术，通过串联变压器或并联变压器的方式来实现，如图2、图3所示。有源滤波方式将变压器二次侧基波电流通过逆变器引入一次侧，使得基波呈现零阻抗，而谐波呈现极高阻抗，能够滤除谐波电流，且效果较好，但结构复杂，成本较高。无源滤波方式采用电力电容器、电抗器和电阻器等无源元件组成单调谐电路或多调谐电路，可滤除某一次或某几次的指定次数的谐波。由于无源滤波方式的滤波性能受系统参数、外部环境的影响较大，滤波效果较差。

由此可见，在现有技术中，消除谐波的设备或电路比较复杂，谐波消除效果较差，且浪费能源。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种结构简单、谐波消除效果较好且节约能源的基波磁通调谐无源滤波及谐波提取装置。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种基波磁通调谐无源滤波及谐波提取装置，包括交流电源、谐波滤除与提取单元和带载谐波源；交流电源的火线端通过第一火线连接至谐波滤除与提取单元的输入端，谐波滤除与提取单元的输出端通过第二火线连接至带载谐波源的火线端，交流电源的零线端与带载谐波源的零线端通过零线连接；其中，

交流电源，用于将所述交流电源自身产生的的基波信号发送至谐波滤除与提取单元。

谐波滤除与提取单元，用于采用调谐方式将交流电源发送的基波信号无衰减地发送至带载谐波源；同时，采用调谐方式提取带载谐波源发送的谐波信号，并对该谐波信号进行谐波整流、滤波处理，以得到直流信号。

带载谐波源，用于对谐波滤除与提取单元发送的基波信号进行谐波源整流后提供给负载，同时将产生的谐波信号返回至谐波滤除与提取单元。

综上所述，本发明所述基波磁通调谐无源滤波及谐波提取装置中，谐波滤除与提取单元对交流电源产生的基波信号与带载谐波源返回的谐波信号进行处理，一方面，交流电源产生的基波信号在基波磁通调谐的作用下以无衰减方式被畅通无阻地发送至带载谐波源，用以为负载的精确控制提供基础；另一方面，带载谐波源返回的谐波信号在基波磁通调谐的作用下被阻碍而无法传递至交流电源，不会对交流电源生成的基波信号产生污染，并将提取的谐波信号转换为供外部设备使用的直流信号。由于本发明采用调谐方式提取基波信号，因此提取效果比较好且结构比较简单；由于本发明提取的谐波信号可以被充分利用，因此还具有节约能源的优点。

附图说明

图1为现有技术中通过电源电压转换实现电源输出精确控制的系统的组成结构示意图。

图2为现有技术中串联型有源滤波器的组成结构示意图。

图3为现有技术中并联型有源滤波器的组成结构示意图。

图4为本发明所述基波磁通调谐无源滤波及谐波提取装置的组成结构示意图。

图5为本发明谐波滤除与提取单元的组成结构示意图。

图6为本发明变压器模块的组成结构示意图。

图7为本发明谐波处理模块的组成结构示意图。

图8为本发明滤波电路的组成结构示意图。

图9为本发明调谐模块的组成结构示意图。

图10为本发明第一实施例的组成结构示意图。

图11为本发明第二实施例的组成结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。