[发明专利]基于SVPWM不定频滞环控制的有源滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力滤波器，具体涉及一种基于空间电压矢量（SVPWM）不定频滞环控制的有源滤波器，属于有源滤波技术领域。

背景技术

有源滤波器是一种动态抑制谐波的新型电力电子装置，能对频率和大小都变化的谐波进行补偿，是一种理想的谐波补偿装置，是目前电力电子技术领域的研究热点。有源滤波器的电流跟踪控制方法有很多，其中滞环电流控制是应用最为广泛的方法之一。滞环电流控制属于直接电流控制，具有响应速度快、精度高等优点。但存在开关频率不固定、因此使得网测滤波电感设计困难等缺点。SVPWM技术是一种目前非常流行的控制技术，该技术将三相变流器作为一个整体来控制，很好地协调了主电路各相之间的相互作用。具有电压利用率高、可以实现最优开关模式等优点，但同时也存在着计算量大，以及数字化的实现对芯片要求较高等缺点。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于SVPWM不定频滞环控制的有源滤波器，通过空间电压矢量的实时切换，使电流误差被限制在一个给定滞环内，从而获得电流的高品质控制。

为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案实现：

基于SVPWM不定频滞环控制的有源滤波器，包括检测与控制模块、驱动模块和有源滤波器主电路。其中，所述的检测控制模块的输出端连接驱动模块，驱动模块输出端与有源滤波器主电路相连，有源电力滤波主电路输出端通过连接电抗器连接到三相电网，产生补偿电流以消除电网中谐波。

所述检测与控制模块，采用dq法对负载电流进行实时检测并分离出基波电流，再与负载电流作差后得到谐波电流，谐波电流与有源滤波器主电路输出的补偿电流之差ΔI为误差电流矢量，对其进行SVPWM不定频滞环控制，得到脉冲信号；所述驱动模块，将脉冲信号放大驱动主电路开关管；所述有源滤波器主电路，产生补偿电流，注入电网中以消除谐波电流。

进一步，所述的检测控制模块，包括DSP控制器、源电压相位检测模块、直流侧电压检测模块、负载电流检测模块，源电压相位检测模块包括电压传感器和过零检测电路，负载电流检测模块包括电流传感器和电流调理电路，直流侧电压检测模块包括电压传感器和电压调理电路；

三相电网电压经过电压传感器和过零检测电路进入到DSP控制器；有源滤波器主电路直流侧电压依次经过电压传感器和电压调理电路进入到DSP控制器；三相电网负载电流经过电流传感器和电流调理电路进入到DSP控制器，DSP控制器包括dq检测模块和SVPWM不定频滞环控制模块。

进一步，所述SVPWM不定频滞环控制，是利用传统滞环控制单元输出状态比较值，同时通过对指令电压矢量的区域判别，最终经过控制规则的选择输出一个合适的电压矢量，从而控制ΔI，使有源滤波器输出的补偿电流能够跟踪指令电流。

进一步，所述的对指令电压矢量区域的判别，是将有源滤波器主电路的六个开关管排列成从（0，0，0）到（1，1，1）的8种状态，其中“1”表示上管开通，下管关断，“0”与之相反；输出电流矢量误差ΔI的变化率受系统电压矢量、指令电流矢量变化率和输出电压矢量的影响；有源滤波器的输出电压矢量共有8种状态，通过选择合适的状态，控制输出电流矢量ΔI的变化率，从而控制ΔI。

利用电压传感器和电流传感器检测有源滤波器主电路直流侧电压和负载侧电流，再分别通过电压调理电路和电流调理电路后进入DSP控制器；利用电压传感器检测源侧电压，通过过零检测电路后进入DSP控制器进行软件锁相；结合负载电流检测模块送入的电流，由DSP控制器中的dq检测模块计算出基波电流值，与负载电流做差，得到的谐波指令电流与有源滤波器主电路的输出电流之差，即误差电流矢量ΔI经过SVPWM不定频滞环控制模块，使DSP控制器最终产生PWM信号；通过驱动模块，控制有源滤波器主电路的开关管的通断，有源滤波器主电路输出端通过电抗器连接到三相电网，产生补偿电流以消除电网中谐波，实现本发明有源滤波器的基于SVPWM不定频滞环的电压电流双闭环反馈控制。

进一步，所述DSP控制器采用TI公司生产的TMS320F2812作为主控芯片。

进一步，所述的逆变主电路的开关器件选用型号为IRFP460的MOSFET；所述电压检测模块采用宇波模块CHV-25P霍尔电压传感器；所述电流检测模块采用宇波模块CHB-25NP霍尔电流传感器；所述驱动模块采用HCNW3120隔离驱动芯片。

相对于现有技术，本发明具有以下效果：