[发明专利]一种改进的三相四开关APF

说明书

本发明提出了一种改进的三相四开关APF，该方法包括如下步骤（1）实时采样三相负载的电流根据ip‑iq方法检测出指令电流，将指令电流与跟踪电流实测值做差值，经过流压变换模块作为SVPWM模块的输入。（2）SVPWM模块根据不同相的故障采用不同的算法对输入的指令电压进行处理，然后输出开关信号，根据开关信号控制IGBT工作。与传统SVPWM方法对比，本发明在四开关的情况下对SVPWM进行了优化，不仅降低运算步骤,降低开关损耗，还提高效率。

技术领域

本发明涉及有源滤波器领域，具体涉及一种改进的三相四开关APF。

背景技术

APF的功能有两个，一是提取出电网中的谐波电流成分，二是根据提取出的谐波电流成份生成补偿电流抑制谐波或无功补偿。IGBT是APF常用的电力电子器件，由于它长期处于高温，高频的工作状态，因此极容易发生故障。而一旦IGBT发生故障，APF将无法顺利运行。研究APF容错状态下运行有两个好处，一是可以提高APF的容错性能，让APF在故障后的相应容错状态下依然能运行，二是APF容错状态下只有两个桥臂，节省了制造成本。同时与六开关相比四开关功耗明显降低。因此，研究APF在三相四开关状态下如何高效，安全的运行，采取怎样的控制方式具有重大意义。

SVPWM相较于传统的控制方式能够有效提升电压利用率，减少功率损耗。因此在三相六开关下SVPWM控制方式是常用的工程方案。但在三相四开关下，传统的SVPWM方法复杂，需要改进。

本发明提供了一种改进的三相四开关APF。利用SVPWM能提高电压利用率的优势，对其在三相四开关的情形下进行优化，减少了计算步骤，提高了整体的效率。

发明内容

根据具体要求本发明设计了一种改进的三相四开关APF，该方法计算简单，有利于推广。

本发明为解决上述问题，采用的方案是一种改进的三相四开关APF，包括：

检测部分：连接三相电源部分，检测谐波电流，与控制部分相连接，生成指令电流。

控制部分：根据检测部分得到的指令电流，生成控制脉冲给主电路部分的驱动电路，控制IGBT生成无功补偿电流和谐波补偿电流。

主电路部分：与电感连接后再与三相负载连接，将生成的无功补偿电流和谐波补偿电流注入三相负载达到滤波目的。

进一步地，所述检测部分包括三相电流检测模块，三相电压检测模块，调理电路，电压过零检测模块，锁相环，直流电压检测模块。

进一步地，所述控制部分包括指令电流，指令电压，扇区判断，矢量切换点，逻辑选择。

进一步地，所述主电路部分包括具有容错拓扑结构的逆变主电路，主电路直流测有两个分压电容，重点连接检测部分的直流电压检测模块，驱动电路接受控制部分的脉冲信号。

本发明的有益效果是，一种改进的三相四开关APF，能够在容错的状态下对谐波与无功进行补偿，通过对直流测电容电流的反馈环节有效的抑制了尖峰毛刺的现象，提高了系统的容错性与稳定性。五段式的SVPWM方法也提高了效率，降低了IGBT的开关频率，降低了开关损耗，避免器件在高频状态下的发热和高损耗，提高了效率与补偿精度。

附图说明

下面结合附图和具体实施来进一步说明该发明。

图1是一种改进的三相四开关整体结构框图。

图2是主电路部分的电路图。

图3是A，C相发生故障时三相四开关的基本电压矢量图。

图4是B相发生故障时未改进算法时的三相四开关的基本电压矢量图。

图5是B相发生故障时改进算法后的三相四开关的基本电压矢量图。