[发明专利]变频三角载波发生器及基于载波周期调制技术的有源电力滤波器

说明书

本发明涉及一种变频三角载波发生器及包含发生器的基于载波周期调制技术的APF，该发生器包括下述程序模块：变频三角载波调制信号生成模块；变频三角载波频率瞬时值波形生成模块；变频三角载波生成模块；数字变频三角载波生成模块。采用本发明提出的变频三角载波发生器代替固定频率的三角载波发生器，能够通过三角载波频率随周期三角信号规律变化来消除载频处谐波，在抑制APF网侧电流电磁干扰的同时，改善了总谐波失真。

技术领域

本发明属于有源电力滤波器控制领域，具体涉及一种变频三角载波发生器及基于载波周期调制技术的并联型有源电力滤波器。

背景技术

并联型有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)可有效解决电网谐波污染等问题，它能够对电网系统存在的谐波、负序电流及无功功率进行快速跟踪补偿。传统的APF采用定载频PWM技术来产生补偿电流。根据脉宽调制原理，定载频PWM变换器中产生的补偿电流在整数倍开关频率处有幅值较大的谐波簇。因此，基于定载频PWM技术的APF，虽然线路电流的低次谐波被强烈地衰减，但同时也引入了整数倍载频处的谐波簇。如不加处理，不仅会降低APF 的补偿效果，由载频谐波簇产生的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI) 还会影响电源线或其附近的敏感电子设备。

针对这一问题，通常的解决方法是提高开关频率。随着开关频率的提高，载频谐波的频率也相应提高，载频谐波的幅度有所减小。但是，这种方法会带来较大的开关损耗，在大功率环境下并不适用，且受到功率器件开关频率的限制。另一种解决方法是使用EMI滤波器，但这会增加APF的体积和成本。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种变频三角载波发生器。

为了解决上述技术问题，本发明的变频三角载波发生器包括下述程序模块：

变频三角载波调制信号生成模块：设置变频三角载波的调制信号为三角波，其周期为T_m，峰-峰值为2×Peak_m；根据公式(1)计算A定时中断周期t₁；设调制信号的幅值初始值等于0；在每一个A定时中断周期内对调制信号幅值进行累加1或累减1计算：当调制信号幅值累加1到800时进入累减1状态，当调制信号幅值累减1到-800时进入累加1状态，重复此循环得到峰-峰值为 2×Peak_m，周期为T_m的变频三角载波调制信号；

变频三角载波频率瞬时值波形生成模块：设置变频三角载波的中心频率为 f_a0；根据公式(2)计算得到变频三角载波频率瞬时值f_a(t)，得到变频三角载波频率瞬时值波形；

f_a(t)＝f_a0+f_m(t) (2)

其中f_m(t)＝U_m(t)×1Hz/V；U_m(t)为变频三角载波调制信号的幅值瞬时值；

变频三角载波生成模块：针对任一频率值f_a0+f_m(T_i)，根据公式(3)计算得到变频三角载波在该频率值处的幅值瞬时值；