[实用新型]基于模型设计的并联有源滤波器装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于模型设计的并联有源滤波器装置。

背景技术

并联有源滤波器装置有着补偿频率带宽较宽，可以消除多次谐波，反映动作迅速，滤除谐波可达到95%以上，补偿无功细致且并联入电网对电网影响较小等优点从而得到广泛的应用。然而由于并联有源滤波器装置的控制算法比较复杂，电路庞大，开关器件较多，传统的嵌入式代码编写工作量较大代码较复杂，各个开发环节较为独立不便于修改和完善，导致开发周期长，加大了研发成本，不能满足市场需求。

发明内容

为了克服上述现有技术问题，此实用新型提出了基于模型设计的并联有源滤波器装置，能够在开发过程中，将算法自动生成代码，解决了手工编程效率低的问题，并且可以将算法在开始时就可以进行不断的检测和完善，提高了系统开发效率，缩短了开发周期，降低了开发成本。

为了达到以上目的，本实用新型采取如下技术方案予以实现：

基于模型设计的并联有源滤波器装置，包括上位机部分，谐波检测电路部分， DSP控制电路部分，有源滤波器主电路部分和高通滤波器环节及三相电网，其中谐波检测电路部分包括，非线性负载，霍尔电压传感器，电压过零电路，第一霍尔电流传感器，第二霍尔电流传感器，锁相及倍频电路，信号调理电路，信号采集及检测电路，其特征在于：所述霍尔电压传感器输入与三相电网负载侧连接，霍尔电压传感器的输出端与电压过零检测电路连接，过零检测电路与锁相及倍频电路连接，锁相及倍频电路连接DSP控制电路，霍尔电流传感器与三相电网负载侧连接，霍尔电流传感器的输出端与信号调理电路连接，信号调理电路与DSP控制电路输入端连接，DSP控制电路的输出端与有源滤波器的主电路的开关信号输入端连接，三相电网通过高通滤波器环节与有源滤波器主电路连接，非线性负载与三相电网连接，上位机通过数据线与DSP控制电路的代码输入端连接。

进一步地：所述的有源滤波器并联入三相电网，控制算法采用SVPWM控制。

进一步地：所述的DSP控制单元为TI公司的TMS320F2812芯片。

进一步地：所述的并联有源滤波器主电路采用集成模板电路PM25CLA120IPM。

相对于现有技术，本实用新型具有的可益效果：

本实用新型利用传感器采集谐波电流信号，将信号送至DSP控制电路，实现对系统的控制，解决了以往的仿真与控制实施分离的做法造成的模型不匹配问题，因此在发明控制设计过程中，不断完善控制算法，使缺陷暴露在设计初期。

本实用新型采用基于模型设计的方法建立SVPWM控制算法模型控制有源滤波系统，解决了传统有源滤波器软硬件分离的开发模式，开发时间和所需成本只是传统方法的1/5到1/2左右，体现了基于模型设计方法具有极大的优越性。

本实用新型采用上位机设计控制系统和控制算法，建立控制算法模型，并自动生成代码下载到DSP控制器，大大简化了手工编写代码的过程，缩短了控制系统的开发设计周期，降低了成本。本实用新型设计的有源滤波系统和控制系统开发方法可以移植到其他的控制系统研究中，具有广阔的应用前景。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型的并联有源滤波器装置的结构示意图。

图2中：1-非线性负载；2-霍尔电压传感器；3-电压过零检测电路；4-霍尔电流传感器5-霍尔电流传感器；6-锁相及倍频电路；7-调理电路；8-调理电路；9-DSP控制电路；10-有源滤波器主电路；11-三相电网；12-高通滤波器。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

参见图1，本实用新型包括上位机控制设计部分和执行与被控部分。其中，上位机控制设计部分为PC机，PC机作为控制系统设计的主要部分，在Matlab/Simulink环境中搭建SVPWM控制算法模型，经一系列测试与验证，自动生成代码并借助集成开发环境CCS3.3通过仿真器下载到下位机嵌入式控制器中运行。执行与被控部分包括DSP控制电路、谐波检测电路、并联有源滤波器主电路、非线性负载、高通滤波器。

PC机通过数据线与DSP控制电路连接、DSP控制电路与并联有源滤波器主电路、高通滤波器，三相电网依次连接，三相电网负载端和谐波检测电路连接，谐波检测电路输出端与DSP控制电路输入端连接。