[实用新型]一种谐波滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及滤波器技术领域，具体属于一种谐波滤波器。

背景技术

随着工业技术的快速发展，诸多非线性负荷，如直流电机、直流电源、变频调速器、整流设备、电镀电解设备、中高频感应加热设备、电池充电机、晶闸管温控加热设备、电力机车、通讯设备、音像设备、变频器、计算机等接入电网，电网谐波含量逐年升高。电网谐波导致的各种危害日益突出，如增加电力设施负荷，降低系统功率因数，降低发电、输电及用电设备的有效容量和效率；产生脉动转矩致使电动机振动，影响产品质量和电机寿命；由于涡流和集肤效应，使电机、变压器、输电线路等产生附加功率损耗而过热；引起无功补偿电容器谐振和谐波放大，导致电容器因过电流或过电压而损坏或无法投入运行等。这些危害使我们认识到电力谐波进行治理刻不容缓。

有源滤波器利用可控功率半导体向电网注入与谐波源电流幅值相等相位相反的电流，使电源的总谐波电流为零达到实时补偿谐波电流的目的，现有滤波器由指令电流运算电路和补偿电流发生电路两个主要部分组成。指令电流运算电路实时监视线路中的电流并将模拟电流信号转换为数字信号并送入高速数字处理器DSP对信号进行处理，将谐波基波分离并以脉冲调制信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲驱动IGBT功率模块生长电网谐波电流幅值。

现有的DSP处理芯片是通用的信号处理器，用软件实现数据处理，由于硬件结构条件限制，主要还是依靠软件来提取指令执行，基于串行执行的标准，反应时间过长，从而造成处理速度慢，不利于进行及时的谐波消除。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供了一种谐波滤波器，克服了现有技术的不足，设计布局合理，利用具有高速硬件并行算法和高工作频率的FPGA主控芯片内部构建的硬件数据处理电路对采样数据进行量化处理、数字滤波以及限幅处理，再经谐波分析处理并及时以脉宽调制PWM信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT逆变电路，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，同时采用上下变频滤波器的总体结构,其中将整个滤波器拆分为两个子滤波器,它们均由位平面结构实现，提高处理效率。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种谐波滤波器，包括FPGA主控芯片和A/D转换电路，所述的FPGA主控芯片内部设置有一级处理电路、谐波分析电路、调制电路和变频电路，所述一级处理电路连接A/D转换电路，所述的谐波分析电路连接一级处理电路，所述的谐波分析电路连接调制电路，谐波分析电路还连接变频电路，其中，一级处理电路用于将经过A/D转换电路转换为数字信号的采样数据进行量化处理、数字滤波以及限幅处理；谐波分析电路，连接一级处理电路，用于将一级处理电路输出的限幅信号进行谐波分，并将谐波与基波分离；调制电路，连接谐波分析电路，用于以脉宽调制PWM信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT功率模块，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，对谐波电流进行补偿或抵消，主动消除电力谐波；变频电路连接谐波分析电路用于，即在A/D转换电路变换得到数字IF后,经数字下变频变换为基带调制信号,再经数字解调最后得到接收的信息；所述的A/D转换电路连接变送器，变送器后端并联有电压传感器和电流传感器用于接受电流和电压信号。

还包括驱动电路，所述的驱动电路连接调制电路。

还包括逆变电路，所述的逆变电路连接驱动电路。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型利用具有高速硬件并行算法和高工作频率的FPGA主控芯片内部构建的硬件数据处理电路对采样数据进行量化处理、数字滤波以及限幅处理，再经谐波分析处理并及时以脉宽调制PWM信号形式向补偿电流发生电路送出驱动脉冲，驱动IGBT逆变电路，生成与电网谐波电流幅值相等、极性相反的补偿电流注入电网，同时采用上下变频滤波器的总体结构,其中将整个滤波器拆分为两个子滤波器,它们均由位平面结构实现，提高处理效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的FPGA主控芯片内部设置框图。

具体实施方式