有源濾波裝置的製作方法
2023-06-19 06:43:56
專利名稱：有源濾波裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有源濾波裝置，特別是涉及一種用於變頻調速升降機的有源濾波裝置
背景技術：
目前礦井的變頻調速升降機的諧波治理是相對比較棘手的，這是由於礦井的變頻調速升降機在提升過程中會產生巨大的無功衝擊和諧波電流，即在所述升降機啟動時產生的無功衝擊大，從而給電網造成電壓波動和諧波汙染，而且還會產生大量的特徵諧波和偶次諧波，而大量的高次諧波會產生諧波損耗，所以降低了用電設備的使用效率，嚴重地影響電網的供電質量，因此對於變頻調速升降機的治理目前提出了很多治理方案，其中採用有源濾波設備的治理方案在礦井的變頻調速升降機中的應用最為廣泛。但是一般的有源濾波裝置在治理礦井的升降機的諧波時，容易被幹擾，其中對有源濾波裝置幹擾作為嚴重的是共模幹擾和差模幹擾，而且這兩種幹擾方式共同存在。其中共模幹擾是指電源火線和大地，或電源中線和大地之間的幹擾。對於三相電源來說，共模幹擾存在於任何一相和大地之間，這是載流導體與大地之間的幹擾。差模幹擾是指線和線之間的幹擾，如電源相線與電源中線之間的幹擾。對於三相電源來說，差模幹擾指存在於相線與相線之間的幹擾，這是載流導體之間的電位差。共模幹擾和差模幹擾將直接導致控制信號混亂，影響普通有源濾波設備的正常運行工作，在最惡劣的情況下，有可能導致有源濾波裝置中的逆變器直流側的電壓升高、損壞功率器件以及電容器等，從而導致設備的損壞。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是為了克服現有技術的有源濾波裝置易於被幹擾，從而導致的有源濾波裝置的損壞的缺陷，提供一種有源濾波裝置，通過加入電磁幹擾抑制單元來抑制有源濾波裝置中的電磁幹擾，保護有源濾波裝置的運行安全。本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的本實用新型提供了一種有源濾波裝置，用於變頻調速升降機，包括用於採集為所述變頻調速升降機提供電源的一外部電網的電網電流的一電流採樣單元、用於採集所述外部電網的電網電壓的一電壓採樣單元、用於向所述外部電網注入補償電流的一逆變器以及一控制單元，其中所述控制單元基於所述電網電壓和所述電網電流控制所述逆變器向外部電網中注入補償電流，其特點是所述有源濾波裝置還包括一電磁幹擾抑制單元，所述電磁幹擾抑制單元用於抑制所述電壓採樣單元採集的電網電壓中的電磁幹擾信號。較佳地，所述有源濾波裝置還包括一塑殼斷路器，所述塑殼斷路器用於控制所述逆變器與所述外部電網之間的導通或斷開。較佳地，所述塑殼斷路器還用於控制所述電磁幹擾抑制單元和所述外部電網之間的導通和斷開。[0010]較佳地，所述有源濾波裝置還包括一熔斷器，所述熔斷器在所述電磁幹擾抑制單元注入所述電壓採樣單元中的電流過大時熔斷，從而斷開所述電磁幹擾抑制單元和所述電壓採樣單元的連接。較佳地，所述熔斷器串接於所述電磁幹擾抑制單元和所述電壓採樣單元之間。較佳地，所述有源濾波裝置還包括一電抗器，所述電抗器抑制所述補償電流的湧流和換流。較佳地，所述電抗器串接於所述逆變器和所述外部電網之間。較佳地，所述電抗器為一電感。較佳地，所述逆變器為一 PWM電壓逆變器。本實用新型的積極進步效果在於本實用新型的有源濾波裝置通過加入電磁幹擾抑制單元來抑制電磁幹擾信號對有源濾波裝置中控制信號等的幹擾，從而保護有源濾波裝置的運行安全，從而使得變頻調速的升降機的正常運行。
圖I為本實用新型的有源濾波裝置的第一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。第一實施例如圖I所示，本實施例的有源濾波裝置中包括一電流採樣單元11、一電壓採樣單兀12、一逆變器2、一控制單兀3、一電磁幹擾抑制單兀4、一熔斷器5、一塑殼斷路器6和一電抗器7。本實施例的有源濾波裝置用於補償濾除一外部電網A注入一變頻調速升降機B的電源中的諧波和電壓波動。其中所述電流採樣單元11用於採集所述外部電網A注入所述變頻調速升降機B的電網電流I。所述電壓採樣單元12用於採集所述外部電網A的電網電壓U。所述逆變器2用於向所述外部電網A注入補償電流Ic，從而通過所述補償電流Ic補償抵消所述電網電流中由所述變頻調速升降機B引入外部電網A的電壓波動和諧波。所以抑制諧波所導致的諧波損耗，提高了所述變頻調速升降機B的用電效率。其中本實施例的逆變器2可以採用PWM(脈寬調製)電壓逆變器等來生成所述補償電流Ic。所述控制單元3基於所述電網電壓U和所述電網電流I控制所述逆變器2向外部電網A中注入補償電流Ic，即所述控制單元3監測所述外部電網A中的電壓波動和諧波，並相應地生成補償電流Ic來補償抵消所述補償電流Ic。其中本實施例的所述控制單元3可以採用MCU (微控制器)和DSP (數位訊號處理)晶片等來實現。所述電磁幹擾抑制單元4用於抑制所述電壓採樣單元12採集的電網電壓U中的電磁幹擾信號。由於所述有源濾波裝置容易受到共模幹擾和差模幹擾，從而導致電壓採樣的電網電壓U不準確，因而容易導致有源濾波裝置中的逆變器直流側的電壓升高、損壞功率器件以及電容器等。所以本實施例中通過一電磁幹擾抑制單元來抑制所述電壓採樣單元12採集的電網電壓U中的電磁幹擾信號，其中所述電磁幹擾抑制單元4可以採用現有的電磁幹擾濾除電路等實現。所述熔斷器5串接於所述電磁幹擾抑制單元4和所述電壓採樣單元12之間，並在所述電磁幹擾抑制單元4注入所述電壓採樣單元12中的電流過大時熔斷，從而斷開所述電壓採樣單元12和所述電磁幹擾抑制單元4之間的連接，即斷開所述外部電網A和所述電壓採樣單元12的連接。其中所述塑殼斷路器6用於控制所述逆變器2與所述外部電網A之間的導通或斷開，以及控制所述電磁幹擾抑制單元4和所述外部電網A之間的導通和斷開，即控制所述電壓採樣單元12和所述外部電網A之間的導通和斷開。本實施例中所述電抗器7串接於所述逆變器2和所述塑殼斷路器6之間，並用於抑制所述逆變器2生成的所述補償電流Ic的湧流和換流，即本實施例的電抗器7可以濾除 塑殼斷路器開關或逆變器電容投切等操作產生的湧流和換流。其中所述電抗器7還可以串接於所述逆變器2和所述外部電網A之間的任意處。本實施例中所述電抗器可以採用電感等電抗性元件。另外，本實施例中所涉及的所有單元，例如電流採樣單元11、電壓採樣單元12、逆變器2、控制單元3、電磁幹擾抑制單元4、熔斷器5、塑殼斷路器6和電抗器7均可以採用現有的硬體來實現，故在此對其具體實現過程不做贅述。本實施例的工作原理如下首先所述電流採樣單元11和電壓採樣單元12分別採集所述外部電網A中的電網電流I和電網電壓U。其中當所述電磁幹擾抑制單元4注入所述電壓採樣單元12中的電流過大時所述熔斷器5熔斷，本實施例的有源濾波裝置停止工作。否則然後所述控制單元3基於所述電網電壓U和所述電網電流I控制所述逆變器2向外部電網A中注入補償電流Ic。從而補償抵消所述電網電流I中的諧波和電壓波動。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本實用新型的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種有源濾波裝置，用於變頻調速升降機，所述有源濾波裝置包括用於採集為所述變頻調速升降機提供電源的一外部電網的電網電流的一電流採樣單元、用於採集所述外部電網的電網電壓的一電壓採樣單元、用於向所述外部電網注入補償電流的一逆變器以及一控制單元，其中所述控制單元基於所述電網電壓和所述電網電流控制所述逆變器向外部電網中注入補償電流，其特徵在於，所述有源濾波裝置還包括一電磁幹擾抑制單元，所述電磁幹擾抑制單元用於抑制所述電壓採樣單元採集的電網電壓中的電磁幹擾信號。
2.如權利要求I所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述有源濾波裝置還包括一塑殼斷路器，所述塑殼斷路器用於控制所述逆變器與所述外部電網之間的導通或斷開。
3.如權利要求2所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述塑殼斷路器還用於控制所述電磁幹擾抑制單元和所述外部電網之間的導通和斷開。
4.如權利要求1-3中任一項所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述有源濾波裝置還包括一熔斷器，所述熔斷器在所述電磁幹擾抑制單元注入所述電壓採樣單元中的電流過大時熔斷，從而斷開所述電磁幹擾抑制單元和所述電壓採樣單元的連接。
5.如權利要求4所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述熔斷器串接於所述電磁幹擾抑制單元和所述電壓採樣單元之間。
6.如權利要求5所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述有源濾波裝置還包括一電抗器，所述電抗器抑制所述補償電流的湧流和換流。
7.如權利要求6所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述電抗器串接於所述逆變器和所述外部電網之間。
8.如權利要求5或6所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述電抗器為一電感。
9. 如權利要求4所述的有源濾波裝置，其特徵在於，所述逆變器為一PWM電壓逆變器。
專利摘要本實用新型公開了一種有源濾波裝置，用於變頻調速升降機，包括用於採集為所述變頻調速升降機提供電源的一外部電網的電網電流的一電流採樣單元、用於採集所述外部電網的電網電壓的一電壓採樣單元、用於向所述外部電網注入補償電流的一逆變器以及一控制單元，其中所述控制單元基於所述電網電壓和所述電網電流控制所述逆變器向外部電網中注入補償電流，所述有源濾波裝置還包括一電磁幹擾抑制單元，所述電磁幹擾抑制單元用於抑制所述電壓採樣單元採集的電網電壓中的電磁幹擾信號。本實用新型通過加入電磁幹擾抑制單元來抑制電磁幹擾信號對有源濾波裝置中控制信號等的幹擾，從而保護有源濾波裝置的運行安全，從而使得變頻調速的升降機的正常運行。
文檔編號H02J3/01GK202384766SQ20112056559
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月29日 優先權日2011年12月29日
發明者彭華良, 龔宇 申請人:上海追日電氣有限公司