在APF技術(shù)的應(yīng)用過程中,需要對APF輸出的補償電流信號進行測量,試驗中通過使用經(jīng)過LEM公司電流傳感器來獲得,之后再轉(zhuǎn)換到DSP的AD轉(zhuǎn)換口的輸入范圍之內(nèi)才能進行AD轉(zhuǎn)換[4]。
LEM 公司的電流傳感器LA 58-P的額定電流為50安培,外觀如圖4所示,原邊和副邊之間是絕緣的,可測量直流、交流和脈沖電流等,廣泛應(yīng)用于交流變頻調(diào)速,伺服電機,直流電機牽引的靜電轉(zhuǎn)換,電池電源,不間斷電源,開關(guān)電源,電焊機電源等場合。它基于霍爾原理,采用符合UL 94-V0標(biāo)準(zhǔn)的絕緣外殼,性能優(yōu)秀。同其他同種類型傳感器相比,它具有出色的測量精度,良好的線性度,低溫漂等特點,此外,它還有反應(yīng)時間短,頻帶寬,無插入損失,抗干擾能力強,電流過載能力強等諸多優(yōu)點 [5]。 
圖4 LEM公司LA 58-P電流傳感器
APF試驗中用到的電流檢測與偏置電路如圖5所示,電流傳感器為LEM公司的LA58-P,額定電流為50A,電流變比為1000:1,當(dāng)外接  的采樣電阻R時,電流與采樣電壓的比例為10A:1V。通過圖5的檢測與偏置電路,將檢測信號抬高3.3V/2=1.65V,輸出電壓  ,因為  ,所以可以檢測的最大電流為13.5A。將此采樣信號送入DSP的A/D口,就可以進行A/D轉(zhuǎn)換,然后進行運算。 
圖5 電流檢測與偏置電路
試驗中對一非線性負載進行AFP補償,APF輸出的補償電流通過五電平多路PWM調(diào)制逆變產(chǎn)生,試驗波形如下圖6所示。 
c) 補償前電壓電流波形(t/10ms/div) d)補償后電壓、電流波形(t/10ms/div)
圖6系統(tǒng)靜態(tài)響應(yīng)實驗波形
圖6中,(a)為負載電流波形,(b)為補償后網(wǎng)側(cè)電流波形,(c)為補償前電壓電流波形,(d)為補償后電壓、電流波形。由圖6可知,負載電流在補償前諧波含量很高,無功功率明顯,而補償后的電流波形很好,非常接近正弦,且基本與電壓同相位。因此,APF的補償作用非常明顯:它改善了波形的狀況,大大削弱了電流中的諧波含量,改善了電網(wǎng)電流質(zhì)量,較好地完成了諧波和無功補償功能。而其中,APF補償電流的測得正是依靠了LEM公司LA 58-P電流傳感器,該傳感器高精度,高實時性的測量結(jié)果給DSP系統(tǒng)提供了正確的動作依據(jù),從而取得了良好的電流補償效果。 四、小結(jié)
傳感器技術(shù)應(yīng)用遍布科研活動和生產(chǎn)生活的各個方面,人類社會的發(fā)展離不開傳感器技術(shù)的進步,傳感器技術(shù)水平的高低是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。本文將LEM公司的LA 58-P電流傳感器應(yīng)用在APF場合,試驗結(jié)果證明該傳感器測量準(zhǔn)確、可靠性高、工作穩(wěn)定。LA 58-P電流傳感器準(zhǔn)確的測量能力是整個APF系統(tǒng)正確工作的前提,LEM公司的眾多傳感器產(chǎn)品以質(zhì)量可靠,準(zhǔn)確度高,性價比高而廣受好評,必將在廣大科技工作者的科研活動以及工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮巨大的作用。
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[2] Soto, D.; Pena, R.; Reyes, L.; Vasquez, M .A novel cascaded multilevel converter with a single nonisolated DC link.Power Electronics Specialist, 2003. PESC '03. IEEE 34th Annual Conference on, Volume:4 , June 2003 , pp:1627 – 1632
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[4] 李建林.載波相移級聯(lián)H橋型多電平變流器及其在有源電力濾波器中的應(yīng)用研究.浙江大學(xué)博士學(xué)位論文,2005
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[7] 張崇巍,張興.PWM整流器及其控制.北京:機械工業(yè)出版社,2003,10.
作者簡介:
李建林(1976—)男,博士,中國科學(xué)院電工研究所“青年科學(xué)家”,助理研究員,研究方向為有源電力濾波器、變速恒頻風(fēng)力發(fā)電技術(shù),直接驅(qū)動型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等。
高志剛(1983—)男,中科院電工所碩士研究生,研究方向為電力電子與電力傳動、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)。
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