基于倍频SPWM控制的双降压全桥并联型有源电力滤波器

摘要

本发明公开了一种基于倍频SPWM控制的双降压全桥并联型有源电力滤波器。本发明包括滤波器主电路(1)、采样电路(2)和控制及驱动电路(3)；控制及驱动电路(3)包括无功检测环(4)、电压环(5)、电流环(6)、逻辑控制及隔离驱动环(7)；无功检测环(4)利用低通滤波器对有功功率、谐波及无功功率进行分离控制可得谐波及无功电流，电压环(5)、电流环(6)分别用以稳定直流侧电容电压和跟踪补偿谐波及无功电流基准，逻辑控制及隔离驱动环(7)进行逻辑信号分配和产生驱动信号。本发明不仅能够避免交流侧并联双电感环流存在，同时有利于提高功率管等效开关频率，缓解功率管容量与开关频率的矛盾，优化有源滤波器系统补偿特性。

主权项

一种基于倍频SPWM控制的双降压全桥并联型有源电力滤波器，包括滤波器主电路(1)、采样电路(2)和控制及驱动电路(3)；所述滤波器主电路(1)的输入端分别与电网正母线、非线性负载的一端连接，滤波器主电路(1)的输出端分别与非线性负载的另一端、电网的负母线连接，采样电路(2)的输入端分别与滤波器主电路(1)、电网侧电路连接，用于采集电流、电压的采样值；其特征在于：所述控制及驱动电路(3)包括无功检测环(4)、电压环(5)、电流环(6)、逻辑控制及隔离驱动环(7)；其中无功检测环(4)的第一输入端、电压环(5)的输入端、电流环(6)的第一输入端分别与采样电路(2)的输出端连接；电压环(5)的输出端与无功检测环(4)的第二输入端连接，无功检测环(4)的输出端与电流环(6)的第二输入端连接；电流环(6)的输出端与逻辑控制及隔离驱动环(7)输入端连接，逻辑控制及隔离驱动环(7)的输出端与滤波器主电路(1)连接；所述滤波器主电路(1)包括交流侧并联电感电路、第一单功率管桥臂、第二单功率管桥臂和直流侧电容C；其中交流侧并联电感电路包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4；所述第一单功率管桥臂、第二单功率管桥臂分别包括两个并联的桥臂；其中第一电感L1的一端、第二电感L2的一端相连作为滤波器主电路(1)的正输入端，第一电感L1的另一端与第一单功率管桥臂中任一桥臂的中点相连，第二电感L2的另一端与第二单功率管桥臂中任一桥臂的中点相连；第三电感L3的一端、第四电感L4的一端相连作为滤波器主电路(1)的负输出端，第三电感L3的另一端与第一单功率管桥臂中的另一桥臂的中点相连，第四电感L4的另一端与第二单功率管桥臂中的另一桥臂的中点相连；所述直流侧电容C的两端分别连接滤波器主电路(1)的正负直流母线；所述采样电路(2)包括负载电流采样CT1、补偿电流采样CT2和电网电压采样VT1、直流侧电容电压采样VT2；其中所述直流侧电容电压采样VT2的采样值(Vc)输入至电压环(5)的输入端；所述负载电流采样CT1的采样值(iL)、电网电压采样VT1的采样值(uS)分别输入无功检测环(4)的第一输入端；所述补偿电流采样CT2的采样值(ic)输入电流环(6)的第一输入端；所述无功检测环(4)包括第一乘法器(M1)、低通滤波器(LPF)、加法器(B1)、第二乘法器(M2)、第二减法器(B2)、锁相环(PLL)、比例系数调节器(K)；其中所述第一乘法器(M1)的输入端作为无功检测环(4)的第一输入端，第一乘法器(M1) 的输出端连接低通滤波器(LPF)的输入端；低通滤波器(LPF)的输出端与加法器(B1)的第一输入端连接，加法器(B1)的第二输入端作为无功检测环(4)的第二输入端与电压环(5)的输出端连接；加法器(B1)的输出端连接比例系数调节器(K)的输入端，比例系数调节器(K)的输出端连接第二乘法器(M2)的第一输入端；电网电压VT1的采样值(uS)输入锁相环(PLL)后得到同步单位电网电压输入第二乘法器(M2)的第二输入端；第二乘法器(M2)的输出端连接第二减法器(B2)的正输入端；负载电流CT1的采样值(iL)输入第二减法器(B2)的负输入端；第二减法器(B2)的输出端作为无功检测环(4)的输出端，输出谐波及无功电流与电流环(6)的第二输入端连接。