[实用新型]一种基于DSP的有源电力滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种基于DSP的有源电力滤波器。

背景技术

在家庭和企业用电量越来越大的同时，电网无形中也就加入了过多的非线性负载，这样电力电子装置频繁开关时定会形成谐波分量，从而给配电电网中谐波的产生有了可趁之机，使得电网（交流）电流和电压的波形会失真比较严重。特别在某些冶金、钢铁和其他工业企业中有明显体现，因为这些企业是电力谐波源的重要来源。谐波污染问题的日益严重性，必然会造成供电质量的下降，电能质量下降的同时，供电设备和用电设备的可靠性运行相应的也得不到有效的保障，从而使生产无法连续进行，甚至可能会产生相关的安全性问题，导致社会经济蒙受损失。

有源电力滤波器补偿速度快，且具有良好的可控性，和无源型相比，其特性更加稳定，受自身因素干扰少，且占地空间不大，重量轻。但是，现有技术中的有源电力滤波器计算精度有待进一步提高，动态补偿效果也有很大提升的空间。

发明内容

为了解决实时检测并进行动态（大小和频率可能随机变化）谐波的抑制，并对变化的无功功率进行补偿，本实用新型提出了一种基于DSP的有源电力滤波器。

该基于DSP的有源电力滤波器包括：电流检测电路、信号调理电路、DSP、MOSFET驱动电路、MOSFET逆变电路、电压传感器、调节控制装置、隔离反向电路、电压检测电路、过零检测电路和锁相倍频电路，其中电流检测电路对非线性负载中的电流进行检测，然后将检测的电流送给信号调理电路，经过信号调理电路的调理，输出至DSP，并且，电压检测电路检测非线性负载的电压，检测的电压信号经过过零检测电路和锁相倍频电路实现同步处理后，输出至DSP，DSP处理接收的电流信号和电压信号，生成控制信号，控制信号经过隔离反向电路后，送入到MOSFET驱动电路用于控制MOSFET逆变电路输出补偿电流，电压传感器用于检测MOSFET逆变电路直流侧电压，该检测到的直流侧电压经过调节控制装置进行调节后最终送入DSP。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1为根据本实用新型的一种基于DSP的有源电力滤波器硬件框图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

如图1所示为有源电力滤波器包括：电流检测电路、信号调理电路、DSP、MOSFET驱动电路、MOSFET逆变电路，电压传感器、调节控制装置、隔离反向电路、电压检测电路、过零检测电路和锁相倍频电路。

从图1可以看出，一开始分别对非线性负载中的电流i_La、i_Lb、i_Lc进行检测，然后送给信号调理电路，经过调理电路的调理作用，使其大小在指令电流生成模块所能接受的信号区间内。DSP作为指令电流生成电路的核心硬件控制芯片，在指令电流生成后由处理器经过运算处理得出需补偿谐波的电流信号，然后生成合适的控制信号。控制信号经过隔离反向作用后，从而送入到驱动电路。驱动电路的作用一般为：通过电流跟踪控制技术从而控制电路中的信号，经光耦隔离并放大后从而得以驱动逆变电路中的开关器件，再由补偿信号（逆变主电路所产生的）同样通过信号调理电路进行调理后，来补偿回原系统。图1系统中其电压传感器主要有两方面的作用，包括测出相的电压和直流侧电压大小。将检测到的直流侧电压也送往调理电路经过信号调理，紧接加上一个调节控制装置进行调节后最终送入到指令电流发生电路中去，从而实现使直流侧电压稳定的效果。

在本实用新型中所选择的处理器，是由TI公司（美国）研发生产上市的28335型DSP。该型号处理器是该公司生产销售中的TMS320F28X系列浮点式控制器。和以前的比较，该种器件的功耗更低，降低了成本，但数据以及程序存储量却不小，外设更高程度上集成，转换速度与精度都能达到很高的水平。

在电流检测电路中，根据电流传感器的使用和准确度的要求，最后选定的是LT100-P型电流传感器（LEM公司生产的，变比为200：1。此传感器是基于霍尔效应基本原理而设计，以±15V供电输入，测量范围较广，能从测量直流一直到的信号。且为闭环补偿式传感器，具有小温漂，反应灵敏，抗干扰能力强等诸多特点。