一種基於ladrc控制的三電平並聯有源電力濾波器系統的製作方法
2023-10-04 11:58:39
一種基於ladrc控制的三電平並聯有源電力濾波器系統的製作方法
【專利摘要】一種基於LADRC控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於它是由採樣調理電路單元、DSP控制單元、IGBT隔離驅動電路單元、保護電路單元和主電路單元所構成；其方法包括採樣調理、DSP控制處理、PWM輸出、驅動、輸送；其優越性：裝置設計簡單；採用先進的線性自抗擾控制技術；保持良好的控制精度；大大提高了系統的可靠性；具有廣闊的市場應用前景和工程應用價值。
【專利說明】—種基於LADRC控制的三電平並聯有源電力濾波器系統
(—)
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力系統有源濾波領域，涉及一種基於線性自抗擾控制器(LinearActive Disturbance Reject1n Controller)控制的三電平並聯型有源電力濾波器(Shunt Active Power Filter)。
(二)
【背景技術】
[0002]電能，作為一種二次能源，在國民生活中一直都扮演著重要的角色。隨著以大功率二極體，IGBT，GTO等電力電子器件為基礎的電力電子技術的長足發展，電力行業也得到了巨大的進一步的發展。但是，由於這些電力電子裝置在工業生產中與日常生活中的大量使用，其造成的電能質量問題也越來越突出，其中影響最大的便是諧波問題。與此同時，越來越多的行業對電能質量的要求越來越高，這樣就導致諧波的問題已經到了不得不解決的地步。有源電力濾波器作為一種動態補償諧波的新型裝置，它能對大小和頻率都變化的諧波進行補償，其應用可以克服無源電力濾波器等傳統的抑制諧波方法的缺點。
[0003]對於普通的兩電平並聯型有源電力濾波器(Shunt Active Power Filter),儘管其已經在中低功率領域進行了一定的應用，但是其還不能滿足中高壓大功率的場合。作為改進，可以將並聯型有源電力濾波器和無源電力濾波器結合成並聯混合型有源電力濾波器，這種方案在加入注入迴路的同時能使有源部分承受比較低的電壓，同時大量的補償電流都是由無源部分承擔。但是，注入迴路對補償電流的影響和無源電力濾波器的性能受電網的影響都會影響並聯混合型有源電力濾波器的性能。與此同時，傳統兩電平逆變器輸出電流階梯少，並不能很好的對載波進行擬合。此外較高的開關頻率也使得兩電平變換器在工作中會產生大量的高頻開關諧波。為解決上述問題，多電平變換器應運而生。
[0004]控制策略是並聯型有源電力濾波器的一個最重要的關鍵技術。目前，大多數並聯型有源電力濾波器裝置都使用比例積分控制器對補償電流進行跟蹤。比例積分控制器結構簡單，實現容易，理論上可以實現對電流的無差跟蹤。但是，比例微分積分控制技術產生之時，當時的科技水平不足以支持其採用先進的數位訊號處理技術來提高其控制性能，因此比例積分微分控制帶著缺陷進入工程實際運用。經典比例積分微分控制器的缺陷很大程度上是由於其信號處理太過簡單，沒有充分發揮其控制的優點。韓京清在文獻《自抗擾控制技術》中深刻分析了比例積分控制的4個方面的缺點，同時給出了解決方案，提出了自抗擾控制器(Active Disturbance Reject1n Control)。因此,本發明提出了應用線性自抗擾控制技術對補償電流進行實時的跟蹤。
(三)
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於設計了一種基於LADRC控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，它採用理論和實際結合更好的三電平逆變器為主電路結構，並且利用高性能的信號處理器和靈活的線性自抗擾控制技術以獲得高精度的控制效果，大大提高了 SAPF的實時跟蹤性能和可靠性，最大程度上減少了系統的諧波含量，保證了電能質量。
[0006]本發明的技術方案:一種基於LADRC控制的三電平並聯有源電力濾波器系統,其特徵在於它是由採樣調理電路單元、DSP(Digital Signal Processor-數位訊號處理器)控制單元、IGBT隔離驅動電路單元、保護電路單元和主電路單元所構成；其中，所述採樣調理電路的輸入端採集電網電壓電流信號，其輸出端與DSP控制單元的輸入端連接；所述主電路的輸入端採集直流側母線電壓以及IGBT隔離驅動電路單元的驅動信號，其輸出端分別與DSP控制單元和保護電路單元的輸入端連接；所述DSP控制單元的輸入端還與保護電路單元的輸出端連接，其輸出端連接IGBT隔離驅動電路單元的輸入端。
[0007]所述採樣調理電路由電壓採樣調理電路和電流採樣調理電路構成；其中電壓採樣調理電路通過電壓互感器採集電網電壓信號；所述電流採樣調理電路通過霍爾電流互感器實時地獲取非線性負載電流和SAPF發出的實際補償電流信號。
[0008]所述DSP控制單元由DSP控制晶片構成，內置A/D採樣模塊、諧波檢測模塊及LADRC控制模塊、PWM輸出模塊、定時器、寄存器、捕獲模塊構成；其中A/D採樣模塊的輸入端接收由採樣調理電路發出的電壓電流信號，其輸出端與諧波檢測模塊及LADRC控制模塊的輸入端連接；所述PWM輸出模塊的輸入端連接諧波檢測模塊及LADRC控制模塊的輸出端；其輸出端輸出驅動信號給IGBT隔離驅動電路單元。
[0009]所述DSP晶片擬採用TI公司生產的TMS320F28335晶片，TMS320F28335是TI公司生產的一款高性能、多功能、高性價比的32位浮點型DSP晶片；該晶片與定點C28*系列軟體兼容。
[0010]所述IGBT隔離驅動電路單元由兩個輸入電阻、M579晶片、兩組三極體組成的推挽電路以及穩壓二極體構成；其中，所述M579晶片的驅動信號通過兩個輸入電阻採集，其輸出端連接給兩組三極體組成的推挽電路的輸入端；所述M579晶片的輸出信號C作為IGBT隔離驅動電路單元中IGBT電晶體的集電極驅動信號；推挽電路的輸出信號G為IGBT隔離驅動電路單元中IGBT電晶體的柵極驅動信號；穩壓二極體的輸出信號E作為IGBT隔離驅動電路單元中IGBT電晶體的發射極驅動信號。
[0011]所述保護電路單元由兩個運放構成的整流模塊和報警模塊構成；其中所述兩個運放模塊相串聯，其輸出端輸出電流採樣信號，發送到報警模塊的輸入端；所述報警模塊的輸出端與DSP控制單元的輸入端連接；主要是防止輸出電流可能過大。
[0012]所述主電路單元是由12個IGBT電晶體構成的三電平逆變橋電路構成。
[0013]一種基於LADRC控制的三電平並聯型有源電力濾波器的工作方法，其特徵在於它包括以下的步驟:
[0014]⑴採樣調理電路單元分別與電網和SAPF相連，實時的檢測和調理網側電壓，負載電流，直流母線的電壓、SAPF發出的實際補償電流信號；
[0015](2) DSP控制單元內部的A/D採樣模塊接收採樣調理電路單元發出的模擬信號，然後轉化成DSP控制晶片可識別的數位訊號；
[0016]⑶信號經DSP控制單元內的諧波檢測模塊計算得出諧波電流的參考信號，並在控制模塊通過LADRC控制模塊對電流進行實時的跟蹤，然後由PWM輸出模塊產生12路PWM信號並輸出；
[0017](4) IGBT驅動電路單元接收到PWM信號產生驅動信號驅動主電路單元的12個IGBT電晶體進行工作；
[0018](5注電路單元發出補償電流通過隔離濾波電容和電感之後輸送到電網中。
[0019]所述步驟⑶中的諧波電流檢測和補償電流的跟蹤由以下步驟構成:
[0020]①在Α/D採樣模塊對信號進行轉換之前需要確定採樣周期，在一個採樣周期內完成諧波電流的計算和PWM信號的生成，因此一個採樣周期就是一個控制周期；由於在諧波計算時用到了電網電壓相位的信息，需要對電網電壓鎖相；電流採樣調理電路通過霍爾電流互感器得到電網a相的電壓信號，通過信號調理，將得到的方波信號送入DSP控制單元內置的捕獲模塊，捕獲模塊連續獲得兩個上升延就可獲得電網電壓周期，再除以採樣點即可得到採樣周期，將這個值發送到DSP控制單元的內置定時器的周期寄存器，當發生周期匹配事件時就會啟動Α/D採樣模塊工作；
[0021]②DSP控制單元定時器，繼而進入信號的Α/D轉換；
[0022]③轉換後的三相電流，採用兩個深度為3的FIFO (單輸入單輸出——First InputFirst Output)隊列分別存放相鄰的三個周期的輸入及輸出信號，FIFO隊列是一種先入先出的數據結構，新的採樣結果會從隊尾入隊，隊頭的數據退隊；先後進行d、q變換，數字LPF(低通濾波器-Low Pass Filter),反變換,三相負載電流減去諧波電流；
[0023]④將步驟③的結果通過DSP控制單元的LADRC控制模塊，LADRC控制模塊根據步驟③產生的指令電流信號去實時的跟蹤這個變化的指令信號去產生IGBT電路所需要的輸入信號從而得到PWM信號去驅動主電路的開關器件。
[0024]本發明的工作原理:
[0025]SAPF從電網中檢測出三相負載電流，經過採樣調理、A/D轉換之後送入DSP中的電流檢測模塊。在電流檢測模塊中，將所檢測的負載電流進行PARK變化，得到d，q坐標下的電流，然後經過低通濾波器，得到有功電流的直流分量，後經過反變換得到三相負載電流的基波分量。基波分量與原負載電流進行求差就可以計算出三相電流的諧波分量。再講諧波分量進行反向可得到三相補償電流的參考信號。電流的參考信號與實際補償的電流求差作為線性自抗擾控制器的輸入，輸出為PWM調製模塊的參考調製電壓輸入，去生成系統所需要的12路PWM信號。PWM信號作為IGBT驅動電路的輸入讓其生成開關管的驅動信號。
[0026]採樣調理系統(見圖3)包括電流採樣調理和電壓採樣調理。電流檢測電路利用霍爾電流互感器對負載電流和補償電流進行直接採樣，採樣出來的結果屬於電壓信號，範圍為-4.8V-+4.8V，而DSP的輸入信號為0-3V，所以需要調理電路調理。調理電路將採樣信號通過一個運放後由雙極性變為單極性信號，後一個運放相當於一個低通濾波器，經電壓偏移和縮放後轉化為目標信號。電壓採樣調理電路，電壓經過霍爾電壓互感器直接採樣後，經查分放大電路的縮小，RC濾波器濾波和限壓箝位為0-3V後輸入到DSP中。
[0027]DSP控制系統(見圖2)實現Α/D轉換、指令電流的計算、LADRC的控制和PWM信號的輸出。DSP控制系統內部的AD模塊接收採樣的模擬信號(三相負載電流、SAPF實際發出的電流、主電路直流側電容電壓和網側三相電壓)，然後轉化成處理器可識別的數位訊號，經檢測模塊計算得出諧波電流的成分，並在內部通過控制模塊對電流進行實時的跟蹤，然後由PWM模塊產生12路PWM信號。在設計中，擬採用TMS320C28X系列晶片作為控制系統的主要器件。它是TI公司生產的32位浮點數位訊號處理器系列。與以往的定點DSP相t匕，該器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外設集成度高，數據以及程序存儲量大，A/D轉換更精確快速等。其特殊的一點是28335將之前的DPS晶片中的EV分解成了相互獨立的EPWM、ECPA、EQ三個模塊互補幹擾，因此可以方便實現複雜的信號輸出。尤其是EPWM相對於事件管理器(EV)中的PWM輸出功能，有了很大的提高。其中，最特殊性就在於控制策略選用目前比較先進的線性自抗擾控制技術，在控制算法上比傳統的PID算法更優越，更具有工程應用的價值。
[0028]IGBT隔離驅動電路(見圖4)需要12路驅動信號，這是因為三電平逆變橋中有12個IGBT。驅動電路以M579系列晶片為主，晶片內置的光耦為輸入輸出提供所需要的電氣隔離；去飽和檢測可實現短路保護。除晶片之外，驅動電路還包括減少振蕩的輸入端電阻、穩壓二極體和三極體。輸入驅動信號經兩個輸入端電阻進入M579晶片，晶片的輸出引腳與一個由兩個三極體組成的推挽電路相連接，在三極體的連接點輸出IGBT所需要的柵極與發射極之間的電壓。在這裡，在發射極與柵極之間接入兩個穩壓二極體，用於保護IGBT發射結的電壓。晶片故障輸出引腳通過光耦相連，減少了幹擾。
[0029]保護電路(見圖5)主要是防止輸出電流可能過大。主要由整流電路和報警電路組成。整流電路由兩個運算放大器組成，其作用是得到電流採樣信號，然後將信號送給報警電路。報警電路將實時採樣的信號的絕對值與參考值比較。當該值大於參考值時，光耦副邊發出低電平，發出報警信號，引起DSP的外部中斷事件，DSP就會封鎖PWM信號。
[0030]線性自抗擾控制器是非線性自抗擾控制器的線性化處理。它主要由由線性擴張狀態觀測器(Linear Extended State Observer)、線性化的非線性狀態誤差反饋(non-linear state Error Feedback)(即變成了 F1D控制器)。完整的η階ADRC中有跟蹤微分器(Tracking Differentiator)這一環節,但考慮到時滯對象本身就反應遲鈍,故考慮去掉TD。以一個一階線性自抗擾控制器為例說明，LESO的作用是得到變流器輸出電流及其一階微分的估計值，其中Z1追蹤輸出y，Z2跟蹤被擴張的狀態f。LESO對SAPF的輸出y進行補償之後，與LADRC的輸入進行求差運算，再經過線性誤差反饋控制率。非線性狀態誤差反饋控制率是TD和ESO產生的狀態變量估計之間的誤差的非線性組合，其組合的結果與ESO產生的系統總擾動的估計量作為被控對象APF的輸入信號u(t).這是一種獨立於對象模型的非線性控制器結構，大量數值仿真表明，這個控制器可以通過選擇合適的參數來得到很好的適應能力和很強的魯棒性。考慮到將非線性NLSEF線性化之後，線性化的NLSEF將非線性的組合變成了一種線性的組合，這樣線性化的NLSEF就變成了 H)控制器形式。但是對於一階系統，由於LESO沒有對狀態的微分進行觀測，故LSEF (Linear State Error Feedback)採用P控制。其中V為諧波電流指令輸入值。Z1是對APF輸出電流的觀測值，Z2是對系統總擾動的估計值。用V減去Z1，差值再乘以P控制律的係數Kp得到Utl，再用Utl減去對系統總擾動的估計值Z2的差值再乘以IZlvbci稱為擾動補償因子。對於已經建立模型的系統bQ是已知的。選擇適當的k和Kp即可得到PWM驅動電路的輸入電壓。
[0031]軟體設計擬選用CCS3.3 (Code Composer Stud1)作為DSP控制晶片的軟體開發平臺。這是由於CCS3.3提供了原始碼編輯環境、執行代碼生成工具以及代碼調試工具，另外還具有程序實時分析與調整功能，使得程序設計更為方便快捷。CCS3.3支持多種程式語言，鑑於C語言的可移植性以及兼容性等優點，因此本文採用C語言來編寫DSP程序。
[0032]本發明的優越性和技術效果在於:①硬體設計與軟體相結合，硬體裝置設計簡單，軟體編程通俗易懂；②採用先進的線性自抗擾控制技術，彌補了 PID控制器對信號處理不足的缺點，在強非線性和不確定強擾動下仍然能夠保持良好的控制精度；③為了適用中高壓系統，選擇了理論和實際結合更好的三電平逆變器的主電路結構。④利用數位化技術(DSP)的數據計算和處理能力，大大提高了系統的可靠性具有廣闊的市場應用前景和工程應用價值。
(四)
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明所涉一種基於LADRC控制的並聯有源電力濾波器總體結構示意圖。
[0034]圖2為本發明所涉一種基於LADRC控制的並聯有源電力濾波器中採樣調理系統示意圖。
[0035]圖3為本發明所涉一種基於LADRC控制的並聯有源電力濾波器中DSP控制系統示意圖。
[0036]圖4為本發明所涉一種基於LADRC控制的並聯有源電力濾波器中IGBT驅動電路示意圖。
[0037]圖5為本發明所涉一種基於LADRC控制的並聯有源電力濾波器中保護電路示意圖。
[0038]圖6為本發明所涉一種基於LADRC控制的並聯有源電力濾波器中諧波檢測和控制算法流程圖。
(五)【具體實施方式】:
[0039]實施例:一種基於LADRC控制的三電平並聯有源電力濾波器系統(見圖1)，其特徵在於它是由採樣調理電路單元、DSP(Digital Signal Processor-數位訊號處理器)
控制單元、IGBT隔離驅動電路單元、保護電路單元和主電路單元所構成；其中，所述採樣調理電路的輸入端採集電網電壓電流信號，其輸出端與DSP控制單元的輸入端連接；所述主電路的輸入端採集直流側母線電壓以及IGBT隔離驅動電路單元的驅動信號，其輸出端分別與DSP控制單元和保護電路單元的輸入端連接；所述DSP控制單元的輸入端還與保護電路單元的輸出端連接，其輸出端連接IGBT隔離驅動電路單元的輸入端。
[0040]所述採樣調理電路由電壓採樣調理電路和電流採樣調理電路構成；其中電壓採樣調理電路通過電壓互感器採集電網電壓信號；所述電流採樣調理電路通過霍爾電流互感器實時地獲取非線性負載電流和SAPF發出的實際補償電流信號。
[0041]所述DSP控制單元(見圖2)由DSP控制晶片構成，內置Α/D採樣模塊、諧波檢測模塊及LADRC控制模塊、PWM輸出模塊、定時器、寄存器、捕獲模塊構成；其中Α/D採樣模塊的輸入端接收由採樣調理電路發出的電壓電流信號，其輸出端與諧波檢測模塊及LADRC控制模塊的輸入端連接；所述PWM輸出模塊的輸入端連接諧波檢測模塊及LADRC控制模塊的輸出端；其輸出端輸出驅動信號給IGBT隔離驅動電路單元。
[0042]所說的DSP晶片擬採用TI公司生產的TMS320F28335晶片，TMS320F28335是TI公司生產的一款高性能、多功能、高性價比的32位浮點型DSP晶片；該晶片與定點C28*系列軟體兼容。
[0043]所述IGBT隔離驅動電路單元(見圖4)由兩個輸入電阻、M579晶片、兩組三極體組成的推挽電路以及穩壓二極體構成；其中，所述M579晶片的驅動信號通過兩個輸入電阻採集，其輸出端連接給兩組三極體組成的推挽電路的輸入端；所述M579晶片的輸出信號C作為IGBT隔離驅動電路單元中IGBT電晶體的集電極驅動信號；推挽電路的輸出信號G為IGBT隔離驅動電路單元中IGBT電晶體的柵極驅動信號；穩壓二極體的輸出信號E作為IGBT隔離驅動電路單元中IGBT電晶體的發射極驅動信號。
[0044]所述保護電路單元(見圖5)由兩個運放構成的整流模塊和報警模塊構成；其中所述兩個運放模塊相串聯，其輸出端輸出電流採樣信號，發送到報警模塊的輸入端；所述報警模塊的輸出端與DSP控制單元的輸入端連接；主要是防止輸出電流可能過大。
[0045]所述主電路單元是由12個IGBT電晶體構成的三電平逆變橋電路構成。
[0046]—種基於LADRC控制的三電平並聯型有源電力濾波器，其特徵在於它是由以下的步驟所構成的:
[0047]⑴採樣調理電路單元分別與電網和SAPF相連，實時的檢測和調理網側電壓，負載電流，直流母線的電壓、SAPF發出的實際補償電流信號；
[0048](2) DSP控制單元內部的A/D採樣模塊接收採樣調理電路單元發出的模擬信號，然後轉化成DSP控制晶片可識別的數位訊號；
[0049]⑶信號經DSP控制單元內的諧波檢測模塊計算得出諧波電流的參考信號，並在控制模塊通過LADRC控制模塊對電流進行實時的跟蹤，然後由PWM輸出模塊產生12路PWM信號並輸出；
[0050](4) IGBT驅動電路單元接收到PWM信號產生驅動信號驅動主電路單元的12個IGBT電晶體進行工作；
[0051 ] (5)主電路單元發出補償電流通過隔離濾波電容和電感之後輸送到電網中。
[0052]所述步驟(3)中的諧波電流檢測和補償電流的跟蹤由以下步驟構成:
[0053]①在A/D採樣模塊對信號進行轉換之前需要確定採樣周期，在一個採樣周期內完成諧波電流的計算和PWM信號的生成，因此一個採樣周期就是一個控制周期；由於在諧波計算時用到了電網電壓相位的信息，需要對電網電壓鎖相；電流採樣調理電路通過霍爾電流互感器得到電網a相的電壓信號，通過信號調理，將得到的方波信號送入DSP控制單元內置的捕獲模塊，捕獲模塊連續獲得兩個上升延就可獲得電網電壓周期，再除以採樣點即可得到採樣周期，將這個值發送到DSP控制單元的內置定時器的周期寄存器，當發生周期匹配事件時就會啟動A/D採樣模塊工作；
[0054]②DSP控制單元定時器，繼而進入信號的A/D轉換；
[0055]③轉換後的三相電流，採用兩個深度為3的FIFO (單輸入單輸出——First InputFirst Output)隊列分別存放相鄰的三個周期的輸入及輸出信號，FIFO隊列是一種先入先出的數據結構，新的採樣結果會從隊尾入隊，隊頭的數據退隊；先後進行d、q變換，數字LPF(低通濾波器-Low Pass Filter),反變換,三相負載電流減去諧波電流；
[0056]④將步驟③的結果通過DSP控制單元的LADRC控制模塊，LADRC控制模塊根據步驟③產生的指令電流信號去實時的跟蹤這個變化的指令信號去產生IGBT電路所需要的輸入信號從而得到PWM信號去驅動主電路的開關器件。
【權利要求】
1.一種基於「0%控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於它是由採樣調理電路單元、08？控制單元、1681隔離驅動電路單元、保護電路單元和主電路單元所構成；其中，所述採樣調理電路的輸入端採集電網電壓電流信號，其輸出端與03？控制單元的輸入端連接；所述主電路的輸入端採集直流側母線電壓以及1681隔離驅動電路單元的驅動信號，其輸出端分別與03？控制單元和保護電路單元的輸入端連接；所述03？控制單元的輸入端還與保護電路單元的輸出端連接，其輸出端連接叩81隔離驅動電路單元的輸入端。
2.根據權利要求1所述一種基於「0%控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於所述採樣調理電路由電壓採樣調理電路和電流採樣調理電路構成；其中電壓採樣調理電路通過電壓互感器採集電網電壓信號；所述電流採樣調理電路通過霍爾電流互感器實時地獲取非線性負載電流和3八？？發出的實際補償電流信號。
3.根據權利要求1所述一種基於「0%控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於所述03？控制單元由03？控制晶片構成，內置八/0採樣模塊、諧波檢測模塊及1八0%控制模塊、？麗輸出模塊、定時器、寄存器、捕獲模塊構成；其中八/0採樣模塊的輸入端接收由採樣調理電路發出的電壓電流信號，其輸出端與諧波檢測模塊及「0%控制模塊的輸入端連接；所述？麗輸出模塊的輸入端連接諧波檢測模塊及[細忙控制模塊的輸出端；其輸出端輸出驅動信號給叩81隔離驅動電路單元。
4.根據權利要求3所述一種基於「0%控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於所述03？晶片擬採用II公司生產的113320？28335晶片，113320？28335是II公司生產的一款高性能、多功能、高性價比的32位浮點型03？晶片；該晶片與定點系列軟體兼容。
5.根據權利要求1所述一種基於「0%控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於所述1部1隔離驅動電路單元由兩個輸入電阻、1579晶片、兩組三極體組成的推挽電路以及穩壓二極體構成；其中，所述1579晶片的驅動信號通過兩個輸入電阻採集，其輸出端連接給兩組三極體組成的推挽電路的輸入端；所述1579晶片的輸出信號作為1(?丁隔離驅動電路單元中1681電晶體的集電極驅動信號；推挽電路的輸出信號6為叩81隔離驅動電路單元中1681電晶體的柵極驅動信號；穩壓二極體的輸出信號2作為叩81隔離驅動電路單元中叩81電晶體的發射極驅動信號。
6.根據權利要求1所述一種基於「0%控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於所述保護電路單元由兩個運放構成的整流模塊和報警模塊構成；其中所述兩個運放模塊相串聯，其輸出端輸出電流採樣信號，發送到報警模塊的輸入端；所述報警模塊的輸出端與03？控制單元的輸入端連接；主要是防止輸出電流可能過大。
7.根據權利要求1所述一種基於「0%控制的三電平並聯有源電力濾波器系統，其特徵在於所述主電路單元是由12個叩81電晶體構成的三電平逆變橋電路構成。
8.一種基於「0%控制的三電平並聯型有源電力濾波器，其特徵在於它是由以下的步驟所構成的: ⑴採樣調理電路單元分別與電網和相連，實時的檢測和調理網側電壓，負載電流，直流母線的電壓、8^？？發出的實際補償電流信號； ⑵03？控制單元內部的八/0採樣模塊接收採樣調理電路單元發出的模擬信號，然後轉化成03？控制晶片可識別的數位訊號； (3)信號經03？控制單元內的諧波檢測模塊計算得出諧波電流的參考信號，並在控制模塊通過1八0%控制模塊對電流進行實時的跟蹤，然後由？麗輸出模塊產生12路？麗信號並輸出； (4)1681驅動電路單元接收到？麗信號產生驅動信號驅動主電路單元的12個1(?丁電晶體進行工作； (5)主電路單元發出補償電流通過隔離濾波電容和電感之後輸送到電網中。
9.根據權利要求8所述一種基於「0%控制的三電平並聯型有源電力濾波器，其特徵在於所述步驟⑶中的諧波電流檢測和補償電流的跟蹤由以下步驟構成: ①在八/0採樣模塊對信號進行轉換之前需要確定採樣周期，在一個採樣周期內完成諧波電流的計算和？麗信號的生成，因此一個採樣周期就是一個控制周期；由於在諧波計算時用到了電網電壓相位的信息，需要對電網電壓鎖相；電流採樣調理電路通過霍爾電流互感器得到電網3相的電壓信號，通過信號調理，將得到的方波信號送入03？控制單元內置的捕獲模塊，捕獲模塊連續獲得兩個上升延就可獲得電網電壓周期，再除以採樣點即可得到採樣周期，將這個值發送到03？控制單元的內置定時器的周期寄存器，當發生周期匹配事件時就會啟動八/0採樣模塊工作； ②03？控制單元定時器，繼而進入信號的八/0轉換； ③轉換後的三相電流，採用兩個深度為3的隊列分別存放相鄰的三個周期的輸入及輸出信號，？1？0隊列是一種先入先出的數據結構，新的採樣結果會從隊尾入隊，隊頭的數據退隊；先後進行麼^變換，數字⑶？，反變換，三相負載電流減去諧波電流； ④將步驟③的結果通過03？控制單元的1^0%控制模塊，1^0控制模塊根據步驟③產生的指令電流信號去實時的跟蹤這個變化的指令信號去產生1681電路所需要的輸入信號從而得到？麗信號去驅動主電路的開關器件。
【文檔編號】H02J3/01GK104362633SQ201410637120
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】周雪松, 劉偉, 馬幼捷, 王德祥 申請人:天津理工大學