在APF技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要對APF輸出的補(bǔ)償電流信號進(jìn)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(jìn)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(jī)，直流電機(jī)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(jī)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(qiáng)，電流過載能力強(qiáng)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(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行運(yùn)算。  圖5 電流檢測與偏置電路
試驗中對一非線性負(fù)載進(jìn)行AFP補(bǔ)償，APF輸出的補(bǔ)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(bǔ)償前電壓電流波形（t/10ms/div） d)補(bǔ)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(fù)載電流波形，(b)為補(bǔ)償后網(wǎng)側(cè)電流波形，(c)為補(bǔ)償前電壓電流波形，(d)為補(bǔ)償后電壓、電流波形。由圖6可知，負(fù)載電流在補(bǔ)償前諧波含量很高，無功功率明顯，而補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償功能。而其中，APF補(bǔ)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(bǔ)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(jìn)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。
參考文獻(xiàn)：
[1] 樊尚春.傳感器技術(shù)及應(yīng)用.北京航空航天大學(xué)出版社,2004.
[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
[3] Zhiguo Pan; Peng, F.Z.; Stefanovic, V.; Leuthen, M. A.diode-clamped multilevel converter with reduced number of clamping diodes.Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2004. APEC '04. Nineteenth Annual IEEE, Volume:2 , 2004. pp:820 - 824
[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
[6] 王兆安,楊君等.諧波抑制和無功功率補(bǔ)償．機(jī)械工業(yè)出版社，2002，2.
[7] 張崇巍,張興.PWM整流器及其控制．北京：機(jī)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)。
|
