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杜馬希研發(fā)的有源濾波器作為電能質(zhì)量治理產(chǎn)品，綜合了電力電子、數(shù)字控制、數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)，具有較高技術(shù)含量。該產(chǎn)品核心由電力電子變流電路和諧波檢測(cè)算法兩部分構(gòu)成。電力電子變流電路的關(guān)鍵是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇和實(shí)現(xiàn)。
有源電力濾波器中傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為兩電平拓?fù)?，其特點(diǎn)是交流側(cè)端口電壓只輸出高低兩個(gè)電平(以變流器直流側(cè)中點(diǎn)為參考點(diǎn))。另有一類新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為三電平拓?fù)淦涮攸c(diǎn)是交流側(cè)端口電 壓輸出高低零三個(gè)電平(以變流器直流側(cè)中點(diǎn)為參考點(diǎn))。比較兩電平和三電平拓?fù)?，兩電平的?yōu)勢(shì)在于控制算法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)在于變流器開關(guān)器件承受的電壓較高，應(yīng)力較大，損耗較大，而且輸出波形中高頻諧波成分較高，給開關(guān)次濾波器的設(shè)計(jì)帶來了困難，而且導(dǎo)致磁性元器件上損耗較大。而三電平的方案較好地解決了兩電平方案的這些問題系統(tǒng)效率可以獲得明顯的提升，其代價(jià)就是控制算法相對(duì)比較復(fù)雜，而且要求使用多的開關(guān)器件(但由于單個(gè)開關(guān)器件承受的電壓減半，單個(gè)器件成本下降，因此三電平方案不會(huì)明顯增加系統(tǒng)成本)。
我們的有源濾波器正常工作時(shí)可發(fā)揮如下功能: 消除非線性負(fù)載所產(chǎn)生的諧波電流、補(bǔ)償落后性負(fù)載的無功、 操作成虛擬電阻，避免諧振破壞。

有源濾波器是用電流互感器采集直流線路上的電流，經(jīng)采樣將所得的電流信號(hào)進(jìn)行諧波分離算法的處理，得到諧波參考信號(hào)作為的調(diào)制信號(hào)與三角波相比，從而得到開關(guān)信號(hào)，用此開關(guān)信號(hào)去控制單相橋，根據(jù)技術(shù)原理，將上下橋臂的開關(guān)信號(hào)反接，就可得到與線上諧波信號(hào)大小相等、方向相反的諧波電流，將線上的諧波電流抵消掉。這是前饋控制部分。再將有源濾波器接入點(diǎn)后的線上電流的諧波分量反饋回來，作為調(diào)節(jié)器的輸入，調(diào)整前饋控制的誤差。

◆ 三電平逆變電路；
◆ 模塊化設(shè)計(jì);
◆ 諧波、無功及不平衡負(fù)載三種補(bǔ)償模式；
◆ >97%工作效率，損耗小;
◆ 小體積、壁掛/機(jī)架創(chuàng)新安裝方式，節(jié)省空間；
◆ 3DSP+CPLD 全數(shù)字控制方法；
◆ 2--61 次諧波同時(shí)補(bǔ)償，并且可指定補(bǔ)償次數(shù)
◆ 快速 FFT 及瞬時(shí)無功兩種算法模式
◆ 多功能功能液晶監(jiān)控系統(tǒng)，并具 PC 端增強(qiáng)軟件。

◆ 諧波電流濾波器--其主要功能為吸收高頻諧波電流和小額定量無功補(bǔ)償。
◆ 緩啟動(dòng)電磁接觸器組--以抑制直流電容器組充電時(shí)可能引發(fā)的沖擊電流。
◆ 高頻電感電容器組--作為電能轉(zhuǎn)換器與電力系統(tǒng)間的電力傳輸介面元件，同時(shí)對(duì)落后性功 因負(fù)載提供無功補(bǔ)償能力。
◆ IGBT 電能轉(zhuǎn)換器--主要功能在將電力系統(tǒng)所提供的能量換成諧波補(bǔ)償電流源，回饋至電 力系統(tǒng)上，降低諧波的功能。
◆ 直流電容器組--將來自電力系統(tǒng)的能量?jī)?chǔ)存在該電容器組上。

諧波能力

有源濾波器是動(dòng)態(tài)濾除諧波電流的產(chǎn)品，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是濾波效果好、有效濾除高次諧波、抑制諧振，所以，濾波能力是有源濾波器產(chǎn)品的關(guān)鍵參數(shù)。我們的有源濾波器可以濾除2次一61次諧波電流并且針對(duì)61次以內(nèi)的諧波電流，可在同一時(shí)刻內(nèi)濾除完成。并且可對(duì)系統(tǒng)61次以內(nèi)的諧波電流定制選擇濾波，此項(xiàng)技術(shù)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):
一、針對(duì)諧波電流容量特別大的系統(tǒng)，可以使用杜馬希有源濾波器和無源濾波器組 成混合濾波器，用無源濾波器濾除大容量、穩(wěn)定的低次諧波電流，用有源濾波器濾除變化復(fù)雜的高次諧波電流及抑制諧波電流發(fā)生諧振;
二、針對(duì)系統(tǒng)的諧波電流頻率分布特點(diǎn)進(jìn)行定制選擇濾除，確保在固定的容量?jī)?nèi)獲得好的濾波效果及系統(tǒng)穩(wěn)定性。
同時(shí)，有源濾波器也是大功率電力電子產(chǎn)品，產(chǎn)品的工作效率(即運(yùn)行損耗)與電能需求緊密相關(guān)。杜馬希有源濾波器采用了三電平逆變電路方案，降低了內(nèi)部 IGBT 損耗，系統(tǒng)效率獲得明顯的提升，這樣雖然控制算法相對(duì)比較復(fù)雜，但是杜馬希電氣有源濾波器工作效率穩(wěn)定為97%，比常規(guī)工作效率為 95%的有源濾波器高 2%。

控制系統(tǒng)

有源濾波器是采用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償諧波電流技術(shù)，用軟件算法完成對(duì)諧波電流的檢測(cè)、分析及補(bǔ)償?shù)娜珓?dòng)作，軟件算法燒錄在 DSP(CPU)。對(duì)比常規(guī)有源濾波器的雙DSP控制系統(tǒng)，我們的有源濾波器采用了3DSP+CPLD的多CPU控制系統(tǒng)。在這個(gè)多 CPU系統(tǒng)中，CPLD為主處理 器，3 顆CPU為協(xié)處理器。CPLD主要任務(wù)為控制3顆CPU同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采樣、同步處理數(shù)據(jù)、 控制逆變電流、產(chǎn)生PWM時(shí)序等任務(wù)。每顆CPU承擔(dān)一相諧波電流的檢測(cè)任務(wù)，并將檢測(cè)結(jié)果 發(fā)送給CPLD處理。使用多CPU并聯(lián)工作的系統(tǒng)，主要有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):
(1)可以成倍提高計(jì)算速度，即成倍提高諧波補(bǔ)償速度; (2) CPU 數(shù)量增加可以使用的軟件算法的數(shù)據(jù)量大。
有源濾波器的典型算法包括兩種:快速傅里葉分解(FFT)和瞬時(shí)無功兩種算法模式，這兩種算法的優(yōu)缺點(diǎn)都很明顯?；? FFT 的數(shù)字分析法的核心思想是如何從電流中提取基波分量和諧 波分量。其原理是將一個(gè)周期的信號(hào)通過FFT分解，得到各次諧波的幅值和相位。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可得到各次諧波的幅值和相位，可以自由選擇需要補(bǔ)償?shù)闹C波次數(shù)和補(bǔ)償比例。其主要缺點(diǎn)是需要一個(gè)周期的采樣數(shù)據(jù)，才能算出各次諧波的含量。而且需要對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，運(yùn)算復(fù)雜，延時(shí)較大。另一方面，這種諧波提取方法是建立在傅立葉分析基礎(chǔ)上的，因此要求被補(bǔ)償?shù)牟ㄐ问侵芷谧兓模駝t會(huì)帶來較大的誤差，這也限制了產(chǎn)品的使用范圍?；谒矔r(shí)功率理論的檢測(cè)方法的核心思想就是利用系統(tǒng)中電壓和電流的關(guān)系來提取電流中的諧波分量。這種諧波檢測(cè)方法在只檢測(cè)無功電流時(shí)，可以無延時(shí)。檢測(cè)諧波電流時(shí)，因被檢測(cè)諧波的構(gòu)成和采用的濾波器不同，存在一定的延時(shí)，但是這個(gè)延時(shí)不會(huì)超過一個(gè)工頻周期。然而，瞬時(shí)功率理論 是基于三相平衡系統(tǒng)提出來的?，F(xiàn)有的理論在三相四線制系統(tǒng)中時(shí)，無法對(duì)三相電流進(jìn)行獨(dú)立檢測(cè)和控制。
以上兩種均是有源濾波器的主流算法，目前采用快速傅立葉分解的廠家占多數(shù)。得益于杜馬希電氣的3DSP+CPLD多CPU并聯(lián)支持?jǐn)?shù)據(jù)量的硬件系統(tǒng)和在諧波電流檢測(cè)方法的一種技術(shù)，杜馬希電氣有源濾波器可同時(shí)支持快速傅立葉分解和瞬時(shí)無功兩種算法，我們的工程師在為用 戶做現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試機(jī)器時(shí)，使用兩種算法分別檢測(cè)實(shí)際濾波效果，根據(jù)實(shí)際情況采取濾波效果好的算法。

高穩(wěn)定可靠、高管理效率、高工程效率

杜馬希的有源濾波器優(yōu)勢(shì)在于它是模塊化產(chǎn)品，與常規(guī)兩電平有源濾波器對(duì)比， 具有穩(wěn)定可靠、高管理效率、高工程效率的優(yōu)點(diǎn)。我們的典型有源濾波器模塊容量為：25A，50A，75A，100A，150A以多有源濾波模塊構(gòu)建有源濾波系統(tǒng)，假如有一個(gè)模塊發(fā)生故障，其余模塊保持正常運(yùn)行，減少系統(tǒng)單故障點(diǎn)，體現(xiàn)高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn);系統(tǒng)模塊發(fā)生故障，直接更換有源濾波模塊，其余模塊正常運(yùn)行支持用戶濾波需求，很大程度減少因故障引起無法滿足用戶濾波需求的損失，體現(xiàn)高管理效率優(yōu)點(diǎn)：我們的各種諧波補(bǔ)償容量的模塊化有源濾波器，重量?jī)H為16kg -40kg，人工即可搬動(dòng)實(shí)施安裝，無需吊車、叉車等工程機(jī)械，模塊容量覆蓋廣闊，靈活組合配置系統(tǒng)容量，具有壁掛式和機(jī)架式兩種安裝方式，體現(xiàn)高工程效率的優(yōu)點(diǎn)。且基于三電平逆變電路技術(shù)，內(nèi)部開關(guān)等元器件體積較常用有緣濾波器的要小，整機(jī)體積小，能很好的利用空間資源。

人機(jī)交換信息

人機(jī)交互信息是有源濾波器的重要功能，人機(jī)交互信息是用戶了解系統(tǒng)濾波效果、機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)的載體。杜馬希電氣人機(jī)交互信息包括兩部分:有源濾波器自帶的液晶前臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)和 PC 端增強(qiáng) 軟件。監(jiān)控系統(tǒng)除了讀取常規(guī)的濾波前后的電壓、電流、諧波電流畸變(THDi)數(shù)據(jù)，我們的有源濾波器監(jiān)控系統(tǒng)還具備讀取濾波前后的各次諧波頻譜對(duì)照、波形對(duì)照?qǐng)D形功能，使用戶直觀了解有源濾波器的濾波效果。
除了前臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，我們的有源濾波器還可通過 PC 端增強(qiáng)軟件，在電腦顯示系統(tǒng)的濾波信息和機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)，用尸可獲得清晰的人機(jī)交互信息。杜馬希電氣是提供 PC 端增強(qiáng)軟件的有源濾波器廠家。

杜馬希有源電力濾波器可應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)和機(jī)關(guān)團(tuán)體的配電網(wǎng)中，如：電力系統(tǒng)、電解電鍍企業(yè)、水處理設(shè)備、石化企業(yè)、大型商場(chǎng)及辦公大樓、精密電子企業(yè)、機(jī)場(chǎng)/港口的供電系統(tǒng)、醫(yī)療機(jī)構(gòu)等。根據(jù)應(yīng)用對(duì)象不同，DMS-HMP型有源電力濾波器的應(yīng)用將起到保障供電可靠性、降低干擾、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增長(zhǎng)設(shè)備壽命減少設(shè)備損壞等作用。

◆ 通信行業(yè)
為了滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)中心機(jī)房的運(yùn)行需要，通信配電系統(tǒng)中的UPS使用容量在大幅上升。據(jù)調(diào)查，通信低壓配電系統(tǒng)主要的諧波源設(shè)備為UPS、開關(guān)電源、變頻空調(diào)等。其產(chǎn)生的諧波含量都高，且這些諧波源設(shè)備的位移功率因數(shù)高。通過使用有源濾波器可以提高通信系統(tǒng)及配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)通信設(shè)備及電力設(shè)備的使用壽命，并且使配電系統(tǒng)符合諧波環(huán)境的設(shè)計(jì)規(guī)范。

◆ 半導(dǎo)體行業(yè)
大多數(shù)半導(dǎo)體行業(yè)的3次諧波很嚴(yán)重，主要是由于企業(yè)中使用了大量的單相整流設(shè)備。3次諧波屬于零序諧波，具備在中性線匯集的特點(diǎn)，導(dǎo)致中性線壓力過大，甚至出現(xiàn)打火現(xiàn)象，存在著很大的生產(chǎn)隱患。諧波還會(huì)造成斷路器跳閘，耽誤生產(chǎn)時(shí)間。3次諧波在變壓器內(nèi)形成環(huán)流，加速了變壓器的老化。嚴(yán)重的諧波污染對(duì)配電系統(tǒng)中的設(shè)備使用效率和壽命造成影響。

◆ 石化行業(yè)
由于生產(chǎn)的需要，石化行業(yè)中存在著大量泵類負(fù)載，并且不少泵類負(fù)載都配有變頻器。變頻器的大量應(yīng)用使石化行業(yè)配電系統(tǒng)中的諧波含量大大增加。目前絕大部分變頻器整流環(huán)節(jié)都是應(yīng)用6脈沖將交流轉(zhuǎn)化為直流，因此產(chǎn)生的諧波以5次、7次、11次為主。其主要危害表現(xiàn)為對(duì)電力設(shè)備的危害及在計(jì)量方面的偏差。使用有源濾波器可以很好地解決這方面的問題。

◆ 化纖行業(yè)
為大幅提高熔化率、提高玻璃的熔化質(zhì)量，以及延長(zhǎng)爐齡、節(jié)省能源，在化纖行業(yè)常用到電助熔加熱設(shè)備，借助電極把電直接送入燃料加熱的玻璃池窯中。這些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，且三相諧波的頻譜和幅值差別比較大。

◆ 鋼鐵/中頻加熱行業(yè)
鋼鐵業(yè)中常用到的中頻爐、軋機(jī)、電弧爐等設(shè)備都會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生重大的影響，使電容補(bǔ)償柜過載保護(hù)動(dòng)作頻繁、變壓器和供電線路發(fā)熱嚴(yán)重、熔斷器頻繁熔斷等，甚至引起電壓跌落、閃變。

◆ 汽車制造業(yè)
焊機(jī)是汽車制造業(yè)中不可少的設(shè)備，由于焊機(jī)具有隨機(jī)性、快速性及沖擊性的特點(diǎn)，使大量使用焊機(jī)造成嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題，造成焊接質(zhì)量不穩(wěn)、自動(dòng)化程度高的機(jī)器人由于電壓不穩(wěn)而不能工作，無功補(bǔ)償系統(tǒng)無法正常使用等情況。

◆ 直流電機(jī)諧波治理
大型直流電機(jī)場(chǎng)所都需要先通過整流設(shè)備將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，由于此類工程的負(fù)載容量都較大，因此在交流側(cè)存在嚴(yán)重的諧波污染，造成電壓畸變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起事故。

◆ 自動(dòng)化生產(chǎn)線和精密設(shè)備的使用
在自動(dòng)化生產(chǎn)線和精密設(shè)備場(chǎng)合，諧波會(huì)影響到其正常使用，使智能控制系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等出現(xiàn)故障。

◆ 醫(yī)院系統(tǒng)
醫(yī)院對(duì)供電的連續(xù)性和可靠性有嚴(yán)格的要求，0類場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間T≤15S，1類場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間0.5S≤T≤15S， 2類場(chǎng)所自動(dòng)恢復(fù)供電時(shí)間T≤0.5S，電壓總諧波畸變率THDu≤3%，X光機(jī)、CT機(jī)、核磁共振都是諧波含量高的負(fù)載。

◆ 劇場(chǎng)/體育館
可控硅調(diào)光系統(tǒng)、大型LED設(shè)備等都是諧波源，在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生大量的三次諧波，不但造成配電系統(tǒng)的電力設(shè)備效率低下，而且還會(huì)造成燈光頻閃，對(duì)通信、有線電視等微弱電回路產(chǎn)生雜音，甚至產(chǎn)生故障

DMS-TSC-AMC100-4L-JL  有源濾波器