[实用新型]有源式电力滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滤波器，更具体地说，它涉及一种有源电力滤波器。

背景技术

有源电力滤波器是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对不同大小和频率的谐波进行快速跟踪补偿，之所以称为有源，是相对于无源LC滤波器，只能被动吸收固定频率与大小的谐波而言，APF可以通过采样负载电流并进行各次谐波和无功的分离，控制并主动输出电流的大小、频率和相位，并且快速响应，抵销负载中相应电流，实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功和不平衡。

如图1所示为最基本的有源电力滤波器系统构成原理图。图中Vs表示交流电源，负载为谐波源，它产生谐波并消耗无功功率。APF系统由两大部分组成，即指令运算电路和补偿电流发生电路（由电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路等三部分构成）。指令运算电路是检测出补偿对象中谐波和无功等电流分量。补偿电流发生电路则是根据运算电路得出的补偿指令信号，产生实际的补偿电流。主电路均采用PWM变流器。

常见的PWM变流器，其主要由6个IGBT（绝缘栅极型功率管）组成，IGBT是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件；IGBT组成的PWM变流器具有较低的开关损耗，以便于在其控制极受控于驱动电路，以产生补偿电流的过程中，规避过大的开关损耗。

针对有源电力滤波器，其实质是从补偿对象中检测出谐波电流,利用可控的功率半导体器件向电网注入与原有谐波幅度相等、相位相反的电流,使电源的总谐波电流为零,达到实时补偿谐波电流的目的，上述的谐波电流受制于补充对象中的实际电流，如果检测出来的谐波电流的频率大于IGBT的开关频率，则会出现补偿电流失真，无法有效地补偿原有的谐波电流。这样会使输入至负载的电流依旧带有谐波影响负载性能；如果检测出来的谐波电流的频率过小，则证实谐波电流相对于基波电流而言是可忽视的，补偿电流是没必要的。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种检测谐波电流的频率，一方面防止频率过大时，补偿电流失真，造成补偿后的主线路电流依旧带有大量谐波对后续的负载造成影响；另一方面防止频率过小时，主线路电流中的谐波对负载不会造成实质影响，而此时依旧会有补偿电流产生，其实质是非必要的，仅仅会造成功耗，的有源式电力滤波器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

 一种有源式电力滤波器，包括有谐波检测运算电路、电流跟踪控制电路、驱动电路和主电路，该谐波检测运算电路与电流跟踪控制电路之间耦接有一开关电路，该开关电路控制该信号谐波检测运算电路的启闭，该谐波检测运算电路耦接有一频率检测电路，该频率检测电路响应于谐波检测运算电路输出的谐波信号，输出一控制信号，以控制开关电路的启闭。

 作为本实用新型的设置为，该频率检测电路包括有放大整形电路、单片机测频电路，该放大整形电路响应于该谐波信号，以输出一方波信号，该单片机测频电路响应于该方波信号，将该方波信号的频率与预设的频率阀值比较，以输出控制信号。

 作为本实用新型的设置为，该放大整形电路包括有放大电路和整形电路，该放大电路响应于该谐波信号，以放大该谐波信号并输出一放大信号，该整形电路响应于该放大信号，以对该放大信号整形并输出一方波信号。

 作为本实用新型的设置为，该放大电路包括有放大器，该放大器的一输入端接收该谐波信号，另一输入端接地，该放大器的输出端输出放大信号至整形电路。

 作为本实用新型的设置为，该整形电路包括有比较器，该比较器的一输入端接收该放大信号，另一输入端输入一基准电压，该比较器的输出端输出方波信号至单片机测频电路的单片机。

 作为本实用新型的设置为，该开关电路包括有开关元件，该开关元件一端与频率检测运算电路耦接，以接收谐波信号，另一端耦接至电流跟踪控制电路，其控制端受控于该控制信号。

 与现有技术相比，本实用新型一方面克服了由于IGBT的开关频率是限定的，当谐波频率过大时会造成补偿电流失真，导致主线路电流依旧携带大量的谐波电流，对负载造成破坏；另一方面当谐波频率过低时，其谐波电流相对于基波电流可以忽略不计，则切断对主线路电流的检测与补偿，减少非必要的功耗。

附图说明

图1为现有技术的有源式电力滤波器的系统框图；

图2为本实用新型有源式电力滤波器实施例的系统框图；

图3为本实用新型有源式电力滤波器实施例的放大电路图；