基於fpga技術的有源電力濾波器的製造方法
2023-10-09 19:07:14 5
基於fpga技術的有源電力濾波器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於FPGA技術的有源電力濾波器，能有效抑制電網的高次諧波，提高功率因素，改善電能質量，提升企業經濟效益；其包括主電路、控制電路、測量電路三部分，主電路與控制電路連接，控制電路與測量電路連接，主電路包括逆變電路和IGBT驅動板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；控制電路包括FPGA控制器、信號調理板、顯示屏和控制電源。
【專利說明】基於FPGA技術的有源電力濾波器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種有源電力濾波器，尤其涉及一種基於FPGA技術的有源電力濾波器。
【背景技術】
[0002]目前，用於諧波治理裝置大多選用無源濾波裝置。無源濾波器，僅由無源元件組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的電抗隨頻率的變化而變化的原理構成的。這類濾波器的優點是:電路比較簡單，不需要直流電源供電，可靠性高；缺點是:通帶內的信號有能量損耗，負載效應比較明顯，使用電感元件時容易引起電磁感應，當電感較大時濾波器的體積和重量都比較大，在低頻域不適用。
[0003]傳統無源濾波器的濾波效果差、容易發生諧振、只能補償固定次諧波等缺點。實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種基於FPGA技術的有源電力濾波器，可克服無源濾波器等傳統的諧波抑制和只能固定補償的無功補償方法的缺點，實現動態跟蹤補償，損耗較少，而且可以既補諧波又補無功，可以同時濾除多次及高次諧波，不會引起諧振；對諧波治理效果好，效率高。
[0005]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:一種基於FPGA技術的有源電力濾波器，包括主電路、控制電路、測量電路三部分，主電路與控制電路連接，控制電路與測量電路連接，所述主電路包括逆變電路和IGBT驅動板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；所述控制電路，包括FPGA控制器、信號調理板、顯示屏和控制電源。
[0006]所述逆變電路的電抗器二的一側設有微型電流互感器。
[0007]所述FPGA控制器內部設有FPGA晶片。
[0008]所述電抗器一、電抗器二均選用高頻輸出電抗器。
[0009]本實用新型基於FPGA技術的有源電力濾波器和現有技術相比，具有如下優點:
[0010]1、控制電路能夠根據輸入信號自動調整控制參數，優化補償性能，並能適應任何系統阻抗變化，裝置不會與系統發生諧振；控制電路實現全數位化控制，實時精確地補償系統中的諧波和無功電流，可同時濾除2?50次諧波，也可以選擇在補償系統諧波的同時補償無功；控制電路中設DSP晶片，動態響應時間小於0.5msο
[0011]2、FPGA控制器能進行集中控制，可實現12臺裝置並聯，每個功率模塊均流輸出，模塊之間無環流，提高了裝置的可靠性；由於FPGA控制器內部設有FPGA晶片，運算速率遠高於傳統的單個DSP控制，通信延遲小，響應速度快。
[0012]3、電抗器一和電抗器二均選用高頻輸出電抗器，能有效的濾除開關次頻率諧波，使裝置補償效果更佳。
[0013]4、微型電流傳感器、直流電壓傳感器、IGBT功率變換器的設計，使裝置保護功能齊全，具有直流過電壓保護，裝置輸出過電流保護，IGBT故障保護，過熱保護等多種保護功能。
[0014]5、直流母線薄膜電容器，承受紋波電流大、耐壓能力強，壽命長，具有自愈能力的安全模式技術，大大提高了安全性。
[0015]6、控制電路中設有顯示屏，能顯示實時電能質量狀況，界面友好，操作方便。
[0016]7、主電路與負載和之間設有斷路器，其具有超強限流特性，能極大降低短路電流作用時間和強度，且具有雙層保護結構，保障維護安全性。
[0017]本實用新型基於FPGA技術的有源電力濾波器，能廣泛應用於汽車、冶金、造船、港運、電力、機械製造、鐵路、煤礦、化工、油田等行業，能有效抑制電網的聞次諧波，提聞功率因素，改善電能質量，提升企業經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為基於FPGA技術的有源電力濾波器的結構示意圖。
[0019]圖中:1、電網；2、外部電流互感器；3、信號調理板；4、FPGA控制器；5、IGBT驅動板；6、直流電壓傳感器；7、直流母線電容器；8、IGBT功率變換器；9、微波電容器；10、電抗器二 ；11、電抗器一 ；12、微型電流傳感器；13、主接觸器；14、軟起電阻；15、快速熔斷器；16、斷路器；17、負載。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0021]如圖1所不,本【具體實施方式】,一種基於FPGA技術的有源電力濾波器,包括主電路、控制電路、測量電路，主電路與控制電路連接，控制電路與測量電路連接；主電路包括逆變電路和IGBT驅動板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器
二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；控制電路，包括FPGA控制器、信號調理板、顯示屏和控制電源。
[0022]逆變電路通過電抗器一，依次經過主接觸器、軟起電阻、斷路器，接入負載。
[0023]軟起電阻和主接觸器並聯連接後，一端與逆變電路的電抗器一連接，另一端經過斷路器接入負載，主控制器與斷路器由快速熔斷器控制。
[0024]信號調理板通過外部電流互感器與電網連接。
[0025]逆變電路的電抗器二的一側設有微型電流互感器；外部電流互感器和微型電流互感器均連接到測量電路上。
[0026]FPGA控制器內部設有FPGA晶片。
[0027]電抗器一、電抗器二均選用高頻輸出電抗器。
[0028]本【具體實施方式】，能廣泛應用於汽車、冶金、造船、港運、電力、機械製造、鐵路、煤礦、化工、油田等行業，能有效抑制電網的高次諧波，提高功率因素，改善電能質量，提升企業經濟效益。
[0029]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性的描述，顯然本實用新型的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型技術方案進行的各種改進，或未經改進講本實用新型的構思和技術方案應用於其他場合的，均在本實用新型的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種基於FPGA技術的有源電力濾波器，包括主電路、控制電路、測量電路三部分，主電路與控制電路連接，控制電路與測量電路連接；其特徵在於，所述主電路包括逆變電路和IGBT驅動板，其中逆變電路由微型電流傳感器、電抗器一、微波電容器、電抗器二、IGBT功率變換器、直流母線電容器、直流電壓傳感器組成；所述控制電路包括FPGA控制器、信號調理板、顯示屏和控制電源。
2.根據權利要求1所述的基於FPGA技術的有源電力濾波器，其特徵在於，所述逆變電路的電抗器二的一側設有微型電流互感器。
3.根據權利要求1所述的基於FPGA技術的有源電力濾波器，其特徵在於，所述FPGA控制器內部設有FPGA晶片。
4.根據權利要求1所述的基於FPGA技術的有源電力濾波器，其特徵在於，所述電抗器一、電抗器二均選用高頻輸出電抗器。
【文檔編號】H02J3/18GK203398789SQ201320424732
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月17日 優先權日:2013年7月17日
【發明者】周景, 周泉, 王婷, 齊軼才 申請人:湖南森能電力科技有限公司