有源濾波器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種有源濾波器，包括IGBT功率模塊，IGBT功率模塊包括直流輸入端、三相四橋臂逆變電路和三相輸出端，三相四橋臂逆變電路與直流輸入端并聯，三相四橋臂逆變電路包括并聯的A相橋臂、B相橋臂、C相橋臂和中線橋臂，A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節點分別連接至三相輸出端，中線橋臂的中間節點通過三條中線支路分別連接至三相輸出端。三相四橋臂逆變電路相當于在三相三線逆變電路上增加一個橋臂，產生中性點電壓，提供中性點電流流經通路，使三相四橋臂逆變電路產生三個獨立的電壓，在不平衡和非線性負載時維持三相輸出電壓對稱，不存在對直流電壓利用率低的問題，工作效率高且系統體積小，有效解決了三相不平衡問題。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
有源濾波器
本技術涉及一種電氣設備領域，更具體地說，它涉及一種有源濾波器。
技術介紹
有源電力濾波器(APF)是一種用于動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率都變化的諧波以及變化的無功進行補償。 顧名思義該裝置需要提供電源(用以補償主電路的諧波)，其應用可克服LC濾波模塊等傳統的諧波抑制和無功補償方法的缺點(傳統的只能固定補償)，實現了動態跟蹤補償，而且可以既補諧波又補無功；三相電路瞬時無功功率理論是APF發展的主要基礎理論；APF有并聯型和串聯型兩種，前者用的多；并聯有源濾波器主要是治理電流諧波，串聯有源濾波器主要是治理電壓諧波等弓I起的問題。 目前，市場上的有源濾波器，如申請號為03250303.2的中國專利公開的有源電力濾波器，它包括IGBT功率模塊和控制器，所述控制器包括耦接的檢測模塊、控制模塊和驅動模塊，所述驅動模塊與IGBT功率模塊連接。檢測模塊用于采集電網電壓、負載電流和三相補償電流，控制模塊用于根據采集到的電網電壓、負載電流和三相補償電流進行諧波檢測、指令提取及信號處理，進而輸出PWM信號，驅動單元用于對PWM信號功率放大后以控制IGBT功率模塊，IGBT功率模塊產生補償電流，進行無功補償。這種有源濾波器，其IGBT功率模塊一般采用三相三橋臂逆變電路，由3個橋臂組成的拓撲結構。不能有效解決三相系統中的不平衡問題，而三相不平衡問題將嚴重影響電能質量，對設備造成損壞，為了滿足給不對稱負載供電的要求，輸出必須具有中線端，即三相四線輸出。常用方案有:一、直流輸入端并聯2個等值電容，電容中點作為三相輸出的中線端，該法易實現，但直流電壓的利用率低，工作效率低；二、在三相輸出端加入I個自耦變壓器，用該變壓器形成中點，但變壓器增加了系統的體積和重量。
技術實現思路
針對現有技術存在的不足，本技術的目的在于提供一種能有效解決三相不平衡問題、工作效率高且系統體積小的有源濾波器。 為實現上述目的，本技術提供了如下技術方案:一種有源濾波器，包括IGBT功率模塊和控制器，所述控制器包括依次串聯的檢測模塊、控制模塊和驅動模塊，所述驅動模塊與IGBT功率模塊連接，所述IGBT功率模塊包括直流輸入端、三相四橋臂逆變電路和三相輸出端，所述三相四橋臂逆變電路與直流輸入端并聯，所述三相四橋臂逆變電路包括并聯的A相橋臂、B相橋臂、C相橋臂和中線橋臂，所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節點分別連接至三相輸出端，所述中線橋臂的中間節點通過三條中線支路分別連接至三相輸出端。 通過采用上述技術方案，三相四橋臂逆變電路相當于在以往的三相三線逆變電路的基礎上增加一個橋臂對其直接控制，產生中性點電壓，并提供中性點電流流經通路，使得三相四橋臂逆變電路可以產生三個獨立的電壓，從而有能力在不平衡和非線性負載時維持三相輸出電壓的對稱，簡單的拓撲結構加之合理的控制策略，即不存在對直流電壓利用率低的問題，工作效率高且系統體積小，工作可靠，有效解決了三相不平衡問題。 本技術進一步設置為:所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節點與相應的三相輸出端之間均串聯有交流濾波電感，所述三條中線支路與三相輸出端之間均串聯有交流濾波電容。 通過采用上述技術方案，由交流濾波電感和交流濾波電容構成交流濾波電路，阻擋并短路超過本身頻率的或外來的高頻交流干擾成分，對電流濾波后注入三相輸入端，使電路運行更穩定。 本技術進一步設置為:所述濾波電容的公共節點與中線橋臂的中間節點之間串聯連接有中點電感。 通過采用上述技術方案，當三相電流不對稱時，中點電感上將流過電流，中點電感主要起到平滑中點電流的作用，對每相電流都有平衡效果。 本技術進一步設置為:所述直流輸入端并聯有直流濾波電容。 通過采用上述技術方案，起到在負載突然變大時，直流濾波電容可以和直流輸入端一起向負載提供電流，濾去雜波，起到濾波作用，保持直流電壓的平滑，使電路運行更穩定。 【附圖說明】 圖1為本技術有源濾波器實施例的電路原理圖。 附圖標記說明:1、直流輸入端；2、IGBT功率模塊；21、三相四橋臂逆變電路；211、A相橋臂；212、B相橋臂；213、C相橋臂；214、中線橋臂；22、交流濾波電感；23、交流濾波電容；24、中點電感；3、三相輸出端；31、直流濾波電容；4、控制器；41、檢測模塊；42、控制模塊；43、驅動模塊；5、中線支路。 【具體實施方式】 參照圖1對本技術有源濾波器實施例做進一步說明。 一種有源濾波器，包括IGBT功率模塊2和控制器4，所述控制器4包括依次串聯的檢測模塊41、控制模塊42和驅動模塊43，所述驅動模塊43與IGBT功率模塊2連接，所述IGBT功率模塊2包括直流輸入端1、三相四橋臂逆變電路21和三相輸出端3，所述三相四橋臂逆變電路21與直流輸入端I并聯，所述三相四橋臂逆變電路21包括并聯的A相橋臂211、B相橋臂212、C相橋臂213和中線橋臂214，所述A相橋臂211、B相橋臂212和C相橋臂213的中間節點分別連接至三相輸出端3，所述中線橋臂214的中間節點通過三條中線支路5分別連接至三相輸出端3。 檢測模塊41、控制模塊42和驅動模塊43在
技術介紹
引證的專利文件中已有記載，故在此不做贅述。 A相橋臂211、B相橋臂212、C相橋臂213和中線橋臂214均采用相同的拓撲結構，它包括IGBT模塊，該IGBT模塊其可采用型號為6MBI100UB-120、2MBI75S-12、2MBI100S-12等的IGBT模塊，其選擇依據電網的額定電壓以及設備運行的最大負載電流而定，本領域的技術人員能悉知地選擇適應的電壓等級和電流等級的IGBT模塊。 通過采用上述技術方案，三相四橋臂逆變電路21相當于在以往的三相三線逆變電路的基礎上增加一個橋臂對其直接控制，產生中性點電壓，并提供中性點電流流經通路，使得三相四橋臂逆變電路21可以產生三個獨立的電壓，從而有能力在不平衡和非線性負載時維持三相輸出電壓的對稱，簡單的拓撲結構加之合理的控制策略，即不存在對直流電壓利用率低的問題，工作效率高且系統體積小，工作可靠，有效解決了三相不平衡問題。 所述A相橋臂211、B相橋臂212和C相橋臂213的中間節點與相應的三相輸出端3之間均串聯有交流濾波電感22，所述三條中線支路5與三相輸出端3之間均串聯有交流濾波電容23。 通過采用上述技術方案，由交流濾波電感22和交流濾波電容23構成交流濾波電路，阻擋并短路超過本身頻率的或外來的高頻交流干擾成分，對電流濾波后注入三相輸入端，使電路運行更穩定。 所述濾波電容的公共節點與中線橋臂214的中間節點之間串聯連接有中點電感24。 通過采用上述技術方案，當三相電流不對稱時，中點電感24上將流過電流，中點電感24主要起到平滑中點電流的作用，對每相電流都有平衡效果。 所述直流輸入端I并聯有直流濾波電容31。 通過采用上述技術方案，起到在負載突然變大時，直流濾波電容31可以和直流輸入端I 一起向負載提供電流，濾去雜波，起到濾波作用，保持直流電壓的平滑，使電路運行更穩定。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有源濾波器，包括IGBT功率模塊和控制器，所述控制器包括依次串聯的檢測模塊、控制模塊和驅動模塊，所述驅動模塊與IGBT功率模塊連接，其特征是：所述IGBT功率模塊包括直流輸入端、三相四橋臂逆變電路和三相輸出端，所述三相四橋臂逆變電路與直流輸入端并聯，所述三相四橋臂逆變電路包括并聯的A相橋臂、B相橋臂、C相橋臂和中線橋臂，所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的中間節點分別連接至三相輸出端，所述中線橋臂的中間節點通過三條中線支路分別連接至三相輸出端。

【技術特征摘要】
2013.11.23 CN 201320740927.X1.一種有源濾波器，包括IGBT功率模塊和控制器，所述控制器包括依次串聯的檢測模塊、控制模塊和驅動模塊，所述驅動模塊與IGBT功率模塊連接，其特征是:所述IGBT功率模塊包括直流輸入端、三相四橋臂逆變電路和三相輸出端，所述三相四橋臂逆變電路與直流輸入端并聯，所述三相四橋臂逆變電路包括并聯的A相橋臂、B相橋臂、C相橋臂和中線橋臂，所述A相橋臂、B相橋臂和C相橋臂的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林道飛，金良贊，林婷婷，林詣凱，楊迪芬，
申請(專利權)人：信元瑞電氣有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33