在APF技術的應用過程中，需要對APF輸出的補償電流信號進行測量，試驗中通過使用經過LEM公司電流傳感器來獲得，之后再轉換到DSP的AD轉換口的輸入范圍之內才能進行AD轉換[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，廣泛應用于交流變頻調速，伺服電機，直流電機牽引的靜電轉換，電池電源，不間斷電源，開關電源，電焊機電源等場合。它基于霍爾原理，采用符合UL 94-V0標準的絕緣外殼，性能優秀。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調制逆變產生，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系統靜態響應實驗波形
圖6中，(a)為負載電流波形，(b)為補償后網側電流波形，(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，改善了電網電流質量，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，高實時性的測量結果給DSP系統提供了正確的動作依據，從而取得了良好的電流補償效果。
四、小結
傳感器技術應用遍布科研活動和生產生活的各個方面，人類社會的發展離不開傳感器技術的進步，傳感器技術水平的高低是衡量一個國家科技發展水平的重要標志之一。本文將LEM公司的LA 58-P電流傳感器應用在APF場合，試驗結果證明該傳感器測量準確、可靠性高、工作穩定。LA 58-P電流傳感器準確的測量能力是整個APF系統正確工作的前提，LEM公司的眾多傳感器產品以質量可靠，準確度高，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生產中發揮巨大的作用。
參考文獻：
[1] 樊尚春.傳感器技術及應用.北京航空航天大學出版社,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H橋型多電平變流器及其在有源電力濾波器中的應用研究.浙江大學博士學位論文,2005
[6] 王兆安,楊君等.諧波抑制和無功功率補償．機械工業出版社，2002，2.
[7] 張崇巍,張興.PWM整流器及其控制．北京：機械工業出版社，2003，10.
作者簡介：
李建林(1976—)男，博士，中國科學院電工研究所“青年科學家”，助理研究員，研究方向為有源電力濾波器、變速恒頻風力發電技術，直接驅動型風力發電系統等。
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、風力發電技術。
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