有源濾波器中電流傳感器噪聲抑制電路
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1 有源電力工作原理簡介
有源濾波電路如圖1所示。其中兩組電流傳感器分別用來檢測負載電流Iload。以及濾波器的實發(fā)補償電流Icom。信號變壓器傳遞三相系統(tǒng)交流電壓Usys，而直流電壓傳感器負責傳遞直流端電容電壓Udc。
負載電流被DSP讀入之后，經(jīng)過運算，可以獲得三相負載電流當中的正序有功電流，而補償?shù)哪康氖鞘沟孟到y(tǒng)端電流只含有正序有功電流。獲得了負載電流的正序有功基波電流之后，將負載電流與基波有功正序電流之差看作是有源濾波器輸出的指令，使得有源濾波器輸出該電流，系統(tǒng)端電流即為正序有功電流。
如何發(fā)出指令所需的電流是補償效果的關鍵?？梢詫⒂性礊V波器視為一個逆變電流源，調制電壓經(jīng)過連接電抗在電路中形成相應的電流，遵循公式如下：
當忽略系統(tǒng)內(nèi)阻時(2)式可寫為：
從式(3)可看出，為了讓有源電力濾波器發(fā)出與Iinst指令電流相同的實際電流，只需控制IGBT發(fā)出Uout電壓，即可獲得期望電流．而為了獲得Uout指令，必須知道式(3)中其余參數(shù)。其中L，△T，Usys均為已知量，因此只需知道Iinst和Icom即可求得Uout，從而在連接電感中獲得所需電流。因此精確地補償電流和精確的指令電流是補償精度的關鍵，而指令電流又是由負載電流經(jīng)過運算獲得的，因此準確地獲得負載和補償電流是關鍵所在。
2 分 析
逆變器電路在工作時會產(chǎn)生許多高頻電流諧波，這些高頻諧波會產(chǎn)生高頻電磁場，這些空間分布的高頻電磁場會在采樣電路中產(chǎn)生很多干擾，會在信號傳輸線路當中產(chǎn)生很多電壓干擾信號。由于導線分布參數(shù)的復雜和非線性特征。這些干擾的電壓信號往往體現(xiàn)為噪音信號，噪聲是不能夠被信號濾波器完整濾除的，通過低通濾波之后，其截止頻率以下的噪音信號任然保留，而這些噪音信號將參與整個系統(tǒng)的運算，最終影響發(fā)出，使得有源電力濾波器的實際的效果大打折扣。電流采樣回路框圖如圖2所示。
各部作用如下：
(1)傳感器。采集電力設備中的各個信號，使之轉化為計算機系統(tǒng)所能識別的信號。傳感器一般要求精度較高，線性度較好，溫漂盡可能小。對于電力系統(tǒng)中的傳感器通常對于不同被測目標做如下選型：通常使用變壓器(PT)做交流電壓信號輸入；使用電流互感器或者霍爾傳感器做電流輸入。
(2)傳輸線路。將傳感器(互感器)輸出的電信號傳遞給低通濾波電路．一般為導線即可。
(3)低通濾波器。電力系統(tǒng)中的電壓電流信號一般不能直接送到A／D轉換器的輸入端，同時PWM調制使得逆變器輸出中存在調制頻率附近的電流信號。這些信號也會被傳感器(互感器)送回采樣調理回路，而這些高頻諧波是應該盡量避免的，因此調理回路當中加入低通濾波器將這些高次諧波濾除并對信號做適當縮放。
3 設 計
為了使信號能夠盡可能地少受到噪音的干擾．需要對以上分析的三個環(huán)節(jié)做充分的設計。電流互感器和霍爾型電流傳感器的選擇，電流互感器遵循電磁感應定律只能傳遞交變信號。而霍爾傳感器利用霍爾效應可以傳遞各類電流信號，由于有源電力濾波器有濾除電流不平衡度的需求，因此需要采集直流分量信號，所以選擇霍爾傳感器?；魻杺鞲衅靼摧敵龇绞椒譃殡妷汉碗娏餍?。電壓型輸出有利于后級運放電路處理，但由于前文所述的噪聲信號在導線中體現(xiàn)為電壓噪聲信號，因此，電壓輸出型傳感器的抗干擾能力很弱。經(jīng)過試驗比較，選擇了電流輸出型的閉環(huán)電流傳感器。
傳輸線路使用屏蔽線或者雙絞線，盡可能使干擾減?。绻褂闷帘尉€，屏蔽層要接地(或設備箱體)；如果是雙絞線纏繞要均勻，多股 電流傳感器相關文章:電流傳感器原理
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