[发明专利]一种谐波控制装置

权利要求书

1.一种谐波控制装置，其特征在于，包括谐波检测单元、DSP计算单元、中央控制单元和滤波执行单元，所述谐波检测单元、DSP计算单元、中央控制单元、滤波执行单元依次连接，所述谐波检测单元用于实时检测负载电流，所述DSP计算单元用于计算提取出负载电流中的谐波成分并向所述中央控制单元发送相应的滤波控制信号，所述滤波执行单元在所述中央控制单元的控制下对负载电流中的谐波进行滤波处理；

还包括工作状态检测单元，所述工作状态检测单元与所述中央控制单元连接，用于检测谐波控制装置的工作状态；还包括工作状态指示单元，所述工作状态指示单元包括正常状态指示灯、待机状态指示灯和故障状态指示灯，所述正常状态指示灯、待机状态指示灯和故障状态指示灯均与所述工作状态检测单元连接；

还包括启停控制单元，所述启停控制单元与所述中央控制单元连接，用于手动开关谐波控制装置；

还包括菜单选择单元，所述菜单选择单元与所述中央控制单元连接，用于手动选择相应的菜单选项；

还包括数据显示单元，所述数据显示单元与所述中央控制单元连接，用于显示与菜单选项对应的参数信息；

所述谐波检测单元包括电流传感器、信号调理电路和串联超前补偿电路，所述电流传感器用于对负载电流进行采样，所述信号调理电路包括放大电路和二阶抗混叠低通滤波器，所述电流传感器、放大电路、二阶抗混叠低通滤波器、串联超前补偿电路依次连接，所述信号调理电路用于对所述电流传感器采样信号经过放大和滤波，所述串联超前补偿电路用于对所述二阶抗混叠低通滤波器滤波时产生的延时进行补偿并将补偿后的信号发送至所述DSP计算单元。

2.根据权利要求1所述的一种谐波控制装置，其特征在于，所述DSP计算单元计算负载电流中谐波成分的方法如下：

对采集的负载电流做离散处理，负载电流分别为a相采集电流、b相采集电流和c相采集电流；

构建负载电流的基波有功电流幅值和基波无功电流幅值的计算模型：

其中，XA为采样负载电流的基波有功电流幅值；XB为采样负载电流的基波无功电流幅值；n为采样点的序号；N为一个采样周期内的采样点个数；i为采样负载电流；

通过滑窗迭代方法对采集电网侧的三相电流进行离散傅里叶变换正变换，分别得到三相电流的基波有功电流幅值和基波无功电流幅值：

当采样点的个数小于采样周期内的采样点个数时，三相电流的基波有功电流幅值和基波无功电流幅值的迭代公式：

当采样点的个数大于采样周期内的采样点个数时，三相电流的基波有功电流幅值和基波无功电流幅值的迭代公式：

采用坐标变换计算三相电流的基波有功电流正序分量：

其中，iA为a相基波有功电流正序分量；iB为b相基波有功电流正序分量；iC为c相基波有功电流正序分量；XaA为a相电流的有功幅值；XaB为a相电流的无功幅值；XbA为b相电流的有功幅值；XbB为b相电流的无功幅值；XcA为c相电流的有功幅值；XcB为c相电流的无功幅值；

根据采集的三相电流及基波有功电流正序分量，计算检测的三相谐波电流：

其中，iah为a相的谐波电流；ibh为b相的谐波电流；ich为c相的谐波电流；ia为a相采集电流；ib为b相采集电流；ic为c相采集电流。

3.根据权利要求1所述的一种谐波控制装置，其特征在于，所述二阶抗混叠低通滤波器中，R1和C1、R2和C2分别构成一阶无源滤波电路，二者与运算放大器U1串联构成有源的二阶抗混叠低通滤波器，C1的另一端接运算放大器U1的输出，C2的另一端接地，C3和C4分别接在地和正负15V电源之间。

4.根据权利要求1所述的一种谐波控制装置，其特征在于，所述串联超前补偿电路包括两个电阻元件和一个电容元件，其中，R3和C5并联，前端接信号输入，后端与R4和输出连接，R4的另一端接地。