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第四章一体化机柜式有源电力滤波器

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机电一体化系统设计课件(第4章)

机电一体化系统设计课件(第4章)
机电一体化系统设计课件(第4章)
• 机电一体化系统概述 • 机电一体化系统设计基础 • 机电一体化系统硬件设计 • 机电一体化系统软件设计
01 机电一体化系统概述
机电一体化的定义与特点
总结词
机电一体化的定义、特点
详细描述
机电一体化是将机械技术、电子技术、计算机技术等有机地结合在一起，实现 机械装置的高效、精确、自动化控制的一门技术。其主要特点包括系统化、模 块化、智能化、微型化等。
详细设计
对各组成部分进行详细设计， 包括机械结构、控制系统、传 感器等。
试制与测试
根据优化后的设计，试制样机 并进行各种工况下的测试，确 保满足设计要求。
机电一体化系统设计的关键技术
机械与控制系统集成设计
如何实现机械结构与控制系统的有效 集成，是机电一体化设计的关键。
传感器技术
传感器是实现系统感知外界信息的重 要元件，其性能直接影响系统的控制 精度和稳定性。
伺服驱动系统设计实例
通过实例讲解伺服驱动系统设计的具体方法和步骤。
04 机电一体化系统软件设计
嵌入式系统软件设计
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嵌入式系统软件概述
嵌入式系统软件是指嵌入到硬件中，用于实现特 定功能的软件。它通常具有实时性、可靠性和专 用性的特点。
嵌入式系统软件开发流程
包括需求分析、设计、编码、测试和部署等阶段 。在开发过程中，需要考虑到硬件资源的限制和 实时性的要求。
详细介绍常用机械零件， 如轴、轴承、联轴器、齿 轮等的设计计算和选用原 则。
机械结构布局设计
探讨机械结构布局的基本 原则和优化方法，以及提 高机械系统性能的措施。
控制系统设计
控制系统概述
介绍控制系统的基本组成 和工作原理。

Chap4.7 滤波器的结构及其特性

Chap4.7 滤波器的结构及其特性
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三阶高通阻尼滤波器
除需合理选择阻尼电阻值外，还 需选择并联回路的调谐频率以确定元 件参数。这种滤波器的基波损耗比二 阶高通阻尼滤波器要低一些，但接线 复杂，滤波效果也略低于二阶高通阻 尼滤波器。
C1 C2
L
R
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C型阻尼滤波器 这种滤波器是从三阶高通 阻尼滤波器发展起来的，由于C2 和L构成的回路谐振于工频，基波 电流几乎全部流经这一回路，进 一步降低了基波损耗。决定这种 滤波器元件参数的因素主要 有基波无功功率、C2和L的谐振条 件、谐振点的频率以及阻尼的要 求。

按连接方式分类：

提供无功功率。
因此，高压直流系统中一般都采用并 联滤波器。
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按电源特性分类： 有源滤波器 无源滤波器 按滤波的实现方式（按阻抗特性）分类： 单调谐滤波器 双调谐滤波器 三调谐滤波器 高通滤波器
其中单调谐滤波器和二阶高通滤波器应用最广。
合理。
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2、双调谐滤波器 双调谐滤波器有两个谐振频率，同时吸收两个邻近频率的 谐波，作用等效于两个并联的单调谐滤波器。

C1
C1
L1
C2
L1
C2
L2
R
R
L2
Z / 600 500 400 300 200 100
150
250
350
f / HZ
Zmin Z (01 ) Z (02 ) r1
优点： 可以滤除两个特征谐波，比两个独立的单调谐滤波器消 耗更低；便于解决低输送功率时的滤波问题；便于备用 和维护。

电磁兼容(第四章)电路平衡与滤波

电磁兼容(第四章)电路平衡与滤波

通常在负载电源总线上并联一个去耦电容，就能获得一个较低的特征阻 抗。然而由于电容具有等效串联电感，因此不能在所有频率上都保持的阻 抗。高频时，只有使用传输线的设计方法，才能保持低传输特征阻抗。
二、去耦滤波器
由于电源及其配电系统并不是一个理想的电压源，所以为每一个电路或 每一组电路都提供去耦是十分必要的，这样可以减小经过电源系统耦合的 噪声。 R-C去耦网络和L-C去耦网络都可以用于将电路和电源隔离开，以消除 电路之间的耦合并防止电源噪声的进入。 R
A RC RL VS B
A RS RL VS B
第二节
一、直流电源特性
电源去耦
理想的电源是一个阻抗等于零的电压源。典型的电源配电系统，由一 个直流源通过保险丝连接到一个变化的负载上，一般会在负载的两端跨接 一个旁路电容。 F
VDC
C
RL
典型的直流配电系统原理图
实际的直流电源配电系统，直流电压源会有内阻；连接电源和负载的 传输线具有分布电阻、分布电容和分布电感；并且传输导线会从环境中接 收到噪声电压；用以滤波的旁路电容也具有寄生电阻和寄生电感。
平衡度越好，电路共模噪声抑制的效果就越好。对于一个设计优良的电 路，达到60dB—80dB的平衡度是合理的。要想平衡度超过这个范围，也是 可能的，但需要使用特殊的电缆，并且对电路进行处理。 系统的平衡度取决于源、信号线和负载的平衡，其中也包括寄生电容和 阻抗的平衡。
六、平衡电路实例
例：有一个平衡度为60dB的电路，使用非屏蔽电缆。由于电场耦合，每根 电缆拾取的共模电压为：300mV，耦合到负载上的噪声降低60dB为300µ V。 如果围绕传输导线放置一个接地屏蔽层，则电缆拾取的共模电压下降到 13mV，耦合到放大器上的噪声电压再下降60dB，则为13µ V。

有源滤波装置讲解

有源滤波装置讲解

4、有源滤波装置4.1 采用的标准规范设备的制造、试验和验收除了满足本用户需求书的要求外，还应符合如下标准规范：《地铁设计规范》GB50157-2003 《城市轨道交通技术规范》GB50490-2009 《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-2005《低压开关设备和控制设备第1部分：总则》GB/T14048.1-2006 《低压系统内设备的绝缘配合第一部分：原理、要求和试验》GB/T16935.1-2008 《低压开关设备和控制设备第3部分：开关、隔离器、隔离开关以及熔断器组合电器》GB14048.3-2008《半导体变流器基本要求的规定》GB/T3859.1-93 《半导体变流器》 GB 17950-2000 《半导体变流器》 IEC60146《标称电压1kV及以下交流电力系统用非自愈式并联电容器第1部分：总则—性能、试验和定额—安全要求安装和运行导则》GB/T 17886.1-1999《电力电容器低压功率因数补偿装置》GB/T 22582-2008 《供配电系统设计规范》GB50052-2009 《低压配电设计规范》GB50054-95 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008 《低压用户电气装置规程》DGJ08-100-2003《受谐波影响的工业交流电网、过滤器和并联电容器的应用》IEC 61642《电磁兼容(EMC).第2部分：环境—第4分部分：工厂低频传导骚扰兼容水平》IEC 61000-2-4《电磁兼容(EMC)—第4部分：试验和测量技术—第7分部分：供电系统及所连设备谐波和谐间波和测量和测量仪器导则》IEC 61000-4-7《电能质量供电电压偏差》GB/T12325-2008《电能质量电压波动和闪变》GB/T12326-2008 《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93《电能质量三相电压不平衡》GB/T15543-2008 《电能质量电力系统频率偏差》GB/T15945-2008《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》GB/17625.1-2003 《电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限制》GB17625.2-2007《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制》GB/Z 17625.3-2000《电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》GB/Z 17625.6-2003《外壳防护等级（IP代码）》GB4208-2008所采用的标准均应为合同执行时的最新有效版本。

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第四章 一体化机柜式有源电力滤波器
型号说明

产品概述
CpCurve系列有源电力滤波器是基于IGBT功率变化器的用于动态滤除谐波、动态补偿无
功的电力电子装置。CpCurve系列有源电力滤波器实时监测电网中的各次谐波和无功功率，并
进行动态跟踪补偿，因此能够对幅值和频率都变化的谐波和变化的无功进行补偿。CpCurve系
列有源电力滤波器克服了传统无源滤波器的滤波效果差、容易发生谐振、只能补偿固定次谐波等
缺点，对各种快速瞬变的冲击性负荷均能起到良好的滤波和补偿效果。
CpCurve系列有源电力滤波器采用闭环控制方式，并
结合独创的自适应控制算法，使其在满载和轻载下均能达到
很好的谐波性能；CpCurve系列有源电力滤波器采用电流
平均值控制方式并结合LCL拓扑结构，克服了传统的满环
电流控制由于开关频率变化所带来的输出CpCurve频率范
围宽、滤波较困难、高频谐波会干扰电网等缺点。 工作原理图
产品特点
* 滤波范围广，2-50次全范围有效
* 3L型CpCurve有源电力滤波器全补偿或指定次补偿20种不同谐波
* 4L型CpCurve有源电力滤波器全补偿或指定次补偿15种不同谐波
* 响应速度快，全补偿响应时间小于300us，指定次补偿响应时间小于40ms
* 多功能性，同时治理多种电能质量问题，谐波、无功补偿功能可自由设备
* 具备中性线滤波能力（限4L型CpCurve有源电力滤波器）
* 允许互感器安装在电源侧或负载侧，用户可根据现场情况自由选择
* 支持系统自动限流运行功能，待补偿电流超出补偿容量后系统自动进入限流工作模式
* 自动跟踪补偿电网中变化的谐波电流，补偿性能不受系统阻抗影响
* 完善的模块并联技术，支持多台CpCurve有源电力滤波器并联运行
* 完善的开机自诊断技术，使系统尽在掌握之中
* 强电主回路与弱电控制系统之间采用光电隔离，安全可靠
* 军工级别的通讯误码侦别技术，确保系统通讯的可靠性及安全性

治理前电流波形
治理后电流波形
治理前电流畸变率治理后电流畸变率

技术参数
名称 项目 参数
CpCurve 额定补偿电流 50A-300A
输入 工作电压 400V(-20%～+15%),690V(-20%～
+15%)/400V(-20%～+15%)

工作频率 50/60Hz

性能指标 滤波能力 THDI＜3%(额定）
滤波范围 2～50次谐波，消除全部指定次谐波
单次谐波补偿率调整 可对每次谐波的补偿电流限值
瞬时响应时间 ＜100us
全响应时间 ＜10ms
有功功率损耗 ＜3%（额定）
校正三相不平衡 有
无功补偿功能 有，可设定功率因数
过载保护 自动限流在100%额定输出
开关频率 20KHz
显示与操作 显示界面 5.7英寸中文彩色触摸屏
显示状态 电流、电压、功率和谐波畸变率等电网参数
通讯 Modbus,RS485,TCP/IP以太网
输入及输出干结点 5个输出结点，4个输入结点（用户可自定义）
产品配置 单机运行 可以
并机运行 可多台并机

安装尺寸
使用环境条件
环境温度 -10℃～50℃
储存环境 -40℃～65℃
相对湿度 最大95%，无凝露
海拔高度 2000米以下
产品尺寸

CpCurve-380-40-40C3 40A 机柜式 三相三线 600*800*2000mm 237kg
CpCurve-380-75-75C3 75A 机柜式 三相三线 513*602.5*180mm 247kg
CpCurve-380-75-150C3 150A 机柜式 三相三线 513*602.5*180mm 289kg
CpCurve-380-75-225C3 225A 机柜式 三相三线 513*602.5*180mm 331kg
CpCurve-380-75-300C3 300A 机柜式 三相三线 513*602.5*180mm 373kg
CpCurve-380-75-375C3 375A 机柜式 三相三线 513*602.5*180mm 415kg
CpCurve-380-75-450C3 450A 机柜式 三相三线 513*602.5*180mm 457kg
CpCurve-380-75-525C3 525A 机柜式 三相三线 513*602.5*180mm 499kg
CpCurve-380-40-40D4 40A 抽屉式 三相四线 513*602.5*180mm 41kg
CpCurve-380-75-75D4 75A 抽屉式 三相四线 513*602.5*180mm 51kg
CpCurve-380-40-40C4 40A 机柜式 三相四线 600*800*2000mm 237kg
CpCurve-380-75-75C4 75A 机柜式 三相四线 513*602.5*180mm 247kg
CpCurve-380-75-150C4 150A 机柜式 三相四线 513*602.5*180mm 289kg
CpCurve-380-75-225C4 225A 机柜式 三相四线 513*602.5*180mm 331kg
CpCurve-380-75-300C4 300A 机柜式 三相四线 513*602.5*180mm 373kg
CpCurve-380-75-375C4 375A 机柜式 三相四线 513*602.5*180mm 415kg
CpCurve-380-75-450C4 450A 机柜式 三相四线 513*602.5*180mm 457kg
CpCurve-380-75-525C4 525A 机柜式 三相四线 513*602.5*180mm 499kg

产品接线图