一種應用于三相變流器的濾波電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于電能質量治理與電力節(jié)能設備制造領域，尤其涉及對三相變流器性能要求輸出高頻諧波含量少的濾波電路。所述電路包括：進線電感（L1、L2、L3）；濾波電感（L4、L5、L6、L7、L8、L9）；濾波電容（C1、C2、C3、C6、C7、C8、C11、C12、C13）；阻尼電阻（R1、R2、R3）；橋側電感（L10、L11、L12）。本實用新型的有益效果是：1.該實用新型濾波電路在較低的開關頻率下也可以有效的濾除開關頻率處以及開關頻率倍數(shù)次的開關紋波；2.設置了單獨的濾波支路，針對某種特定次的紋波電路有更好的吸收效果，同時可以減少流經(jīng)阻尼電阻的電流，降低阻尼電阻的損耗，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；3.該電路體積小，降低了成本，節(jié)省了設計空間。
【專利說明】—種應用于三相變流器的濾波電路
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電能質量治理與電力節(jié)能設備制造領域，尤其涉及對三相變流器性能要求輸出高頻諧波含量少的濾波電路。
【背景技術】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和科學技術水平的不斷提升，在開展節(jié)能增效、建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的大環(huán)境下，我國經(jīng)濟逐漸走進“節(jié)能減排、優(yōu)質高效、低碳工業(yè)”的新時期，電力電子產(chǎn)品得到了廣泛的應用，隨之而來的是電網(wǎng)供電質量日益惡化，電網(wǎng)電壓波形畸變，功率因數(shù)大大降低，公用電網(wǎng)的諧波危害嚴重，使得電力系統(tǒng)功率傳輸能力降低，尤其是開關紋波電流會導致電網(wǎng)電壓的嚴重畸變，對其它用電設備帶來嚴重的危害，濾波電路是專門針對這一塊而設計的，它可以減少變流器輸出的開關紋波，提高波形質量，濾波電路由于可以兼顧低頻段增益和高頻段的衰減，是變流器輸出濾波器的較好選擇，此外，濾波電路參數(shù)的選取直接關系到系統(tǒng)的開關紋波濾除和電網(wǎng)諧波補償效果，影響系統(tǒng)能否穩(wěn)定工作，因此高性能的濾波電路在設計上是一個難點。
[0003]傳統(tǒng)的濾波器存在以下問題:
[0004]1、較大的濾波電感設計，不僅增加了濾波器的體積，而且增加了損耗和成本；
[0005]2、較大的濾波電感設計，增加了控制系統(tǒng)慣性，降低了電流內環(huán)的響應速度；
[0006]3、濾波電感的增大，將導致電感壓降的增加，為了實現(xiàn)控制，需提高三相變流器的直流側電壓，給設計和控制帶來了一定的困難。

【發(fā)明內容】

[0007]本實用新型就是針對傳統(tǒng)的濾波電路濾波效果差、體積大、成本高等問題，研制了一種應用于二相變流器的濾波電路，它具有濾波精度聞、體積小、成本低、穩(wěn)定性聞等優(yōu)點。
[0008]本實用新型的技術方案是:
[0009]一種應用于三相變流器的濾波電路，所述電路包括:第一進線電感(LI)、第二進線電感(L2)、第三進線電感(L3);第四濾波電感(L4)、第五濾波電感(L5)、第六濾波電感(L6)、第七濾波電感(L7)、第八濾波電感(L8)、第九濾波電感(L9);第一濾波電容(Cl)、第二濾波電容(C2 )、第三濾波電容(C3 )、第六濾波電容(C6 )、第七濾波電容(C7 )、第八濾波電容(C8)、第十一濾波電容(C11)、第十二濾波電容(C12)、第十三濾波電容(C13);第一阻尼電阻(R1)、第二阻尼電阻(R2)、第三阻尼電阻(R3);第十橋側電感(L10)、第十一橋側電感(L11)、第十二橋側電感(L12)；
[0010]其特征在于:
[0011]三相變流器的A相連接第一進線電感(LI)的一端，第一進線電感(LI)的另一端與第四濾波電感(L4)的I腳、第五濾波電感(L5)的I腳和3腳、第一阻尼電阻(Rl)的一端、第十橋側電感(LlO)的一端連接，第四濾波電感(L4)的4腳和3腳連接，第五濾波電感(L5)的2腳和4腳連接，第四濾波電感(L4)的2腳和第一濾波電容(Cl)連接，第五濾波電感(L5)的2腳和第二濾波電容(C2)連接，第一阻尼電阻(Rl)的另一端和第三濾波電容(C3)連接，第一濾波電容(Cl)、第二濾波電容(C2)、第三濾波電容(C3)的另一端連接到第十一橋側電感(L11)，第十一橋側電感(Lll)的另一端與三相變流器連接；
[0012]三相變流器的B相連接第二進線電感(L2)的一端，第二進線電感(L2)的另一端與第六濾波電感(L6)的I腳、第七濾波電感(L7)的I腳和3腳、第二阻尼電阻(R2)的一端、第十二橋側電感(L12)的一端連接，第六濾波電感(L6)的2腳和第六濾波電容(C6)連接，第七濾波電感(L7)的2腳和第七濾波電容(C7)連接，第二阻尼電阻(R2)的另一端和第八濾波電容(C8)連接，第六濾波電容(C6)、第七濾波電容(C7)、第八濾波電容(C8)的另一端連接到第十二橋側電感(L12)，第十二橋側電感(L12)的另一端與三相變流器連接；
[0013]三相變流器的C相連接第三進線電感(L3)的一端，第三進線電感(L3)的另一端與第八濾波電感(L8)的I腳、第九濾波電感(L9)的I腳和3腳、第三阻尼電阻(R3)的一端、第十橋側電感(LlO)的一端連接，第八濾波電感(L8)的2腳和第十一濾波電容(Cll)連接，第九濾波電感(L9)的2腳和第十二濾波電容(C12)連接，第三阻尼電阻(R3)的另一端和第十三濾波電容(C13)連接，第十一濾波電容(C11)、第十二濾波電容(C12)、第十三濾波電容(C13)的另一端連接到第十橋側電感(L10)，第十橋側電感(LlO)的另一端與三相變流器連接；
[0014]其中:
[0015]所述第四濾波電感(L4)和第一濾波電容(Cl)構成單倍開關頻率處吸收支路，所述第五濾波電感(L5)和第二濾波電容(C2)構成兩倍開關頻率處的吸收支路；其它的高頻諧波電流均由第一阻尼電阻(Rl)和第三濾波電容(C3)的串聯(lián)支路吸收高頻諧波電流，第一阻尼電阻(Rl)抑制該支路的諧振峰值；
[0016]所述第六濾波電感(`L6)和第六濾波電容(C6)構成單倍開關頻率處吸收支路，所述第七濾波電感(L7)和第七濾波電容(C7)構成兩倍開關頻率處的吸收支路；其它的高頻諧波電流均由第二阻尼電阻(R2)和第八濾波電容(CS)的串聯(lián)支路吸收高頻諧波電流，第二阻尼電阻(R2)抑制該支路的諧振峰值；
[0017]所述第八濾波電感(L8)和第十一濾波電容(Cl I)構成單倍開關頻率處吸收支路，所述第九濾波電感(L9)和第十二濾波電容(C12)構成兩倍開關頻率處的吸收支路；其它的高頻諧波電流均由第三阻尼電阻(R3)和第十三濾波電容(C13)的串聯(lián)支路吸收高頻諧波電流，第三阻尼電阻(R3)抑制該支路的諧振峰值。
[0018]進一步的，所述第一阻尼電阻(Rl)和第三濾波電容(C3)的串聯(lián)支路還并聯(lián)有第四電容(C4)、第五電容(C5)，第二阻尼電阻(R2)和第八濾波電容(CS)的串聯(lián)支路還并聯(lián)有第九電容(C9)、第十電容(C10)，第三阻尼電阻(R3)和第十三濾波電容(C13)的串聯(lián)支路還并聯(lián)有第十四電容(C14)、第十五電容(C15);所述并聯(lián)的電容第四電容(C4)、第五電容(C5)、第九電容(C9)、第十電容(C10)、第十四電容(C14)、第十五電容(C15)起分流的作用。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]1、該實用新型濾波電路在較低的開關頻率下也可以有效的濾除開關頻率處以及開關頻率倍數(shù)次的開關紋波，改善了輸出波形，大大減少了對電網(wǎng)的污染，特別適合應用于大容量的變流器裝置；
[0021]2、設置了單獨的濾波支路，針對某種特定次的紋波電路有更好的吸收效果，同時可以減少流經(jīng)阻尼電阻的電流，降低阻尼電阻的損耗，同樣阻尼電阻能抑制中頻段的諧振峰，提聞系統(tǒng)穩(wěn)定性；
[0022]3、該電路具有體積小，降低了成本，節(jié)省了設計空間，并且元件設計靈活，可根據(jù)不同的開關頻率調整相應的參數(shù)便可達到相應的濾波效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的三相三線系統(tǒng)電路結構示意圖。
[0024]圖2為本實用新型濾波電路輸入波形示意圖。
[0025]圖3為本實用新型濾波電路輸出波形示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步說明。
[0027]如圖1所示，本實用新型一種應用于三相變流器的濾波電路，該電路包括:
[0028]第一進線電感L1、第二進線電感L2、第三進線電感L3 ；
[0029]第四濾波電感L4、第五濾波電感L5、第六濾波電感L6、第七濾波電感L7、第八濾波電感L8、第九濾波電感L9 ；
[0030]第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六濾波電容C6、第七濾波電容C7、第八濾波電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第^^一濾波電容C11、第十二濾波電容C12、第十三濾波電容C13、第十四電容C14、第十五電容C15 ；
[0031]第一阻尼電阻R1、第二阻尼電阻R2、第三阻尼電阻R3 ；
`[0032]第十橋側電感L10、第^^一橋側電感LI 1、第十二橋側電感L12 ；
[0033]其中，以A相為例，A相連接第一進線電感LI的一端，第一進線電感LI的另一端與第四濾波電感L4的I腳、第五濾波電感L5的I腳和3腳、第一阻尼電阻Rl的一端、第四電容C4和第五電容C5的一端、第十電容ClO的一端連接，第四濾波電感L4的4腳和3腳連接，第五濾波電感L5的2腳和4腳連接，第四濾波電感的2腳和第一濾波電容Cl連接，第五濾波電感L5的2腳和第二濾波電容C2連接，第一阻尼電阻Rl的另一端和第三濾波電容C3連接，C1、C2、C3、C5、C4的另一端連接到第十一橋側電感L11，第十一橋側電感L11的另一端與三相變流器連接，其它兩相敘述與上接法相同。
[0034]以70KW變流器為例，開關頻率為16K，各個元件的參數(shù)如下:
[0035]第一進線電感L1、第二進線電感L2、第三進線電感L3感值為40uH ；
[0036]第四濾波電感L4、第五濾波電感L5、第六濾波電感L6、第七濾波電感L7、第八濾波電感L8、第九濾波電感L9感值為46uH ；
[0037]第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六濾波電容C6、第七濾波電容C7、第八濾波電容CS、第九電容C9、第十電容C10、第十一濾波電容C11、第十二濾波電容C12、第十三濾波電容C13、第十四電容C14、第十五電容C15容值為2.2uF ；
[0038]第一阻尼電阻R1、第二阻尼電阻R2、第三阻尼電阻R3阻值為6歐姆；
[0039]其中第四濾波電感L4和第一濾波電容Cl構成單倍開關頻率處吸收支路，第五濾波電感L5和第二濾波電容C2構成兩倍開關頻率處的吸收支路，其原理是兩條支路在工作的過程中會發(fā)生諧振，針對某個頻率點來說是低阻抗回路，所以該條支路會吸收該頻率附近的紋波電流，只要調整電容和電感的參數(shù)就可以改變諧振頻率點，從而可針對不同的開關頻率的變流器進行靈活設計。圖2為輸入濾波電路前的電流FFT分析，由圖2得:
[0040]16KHz 諧波含量:Ia=10D/2CI=1018.3/20=8.22A[0041 ] 32KHz 諧波含量:Ia=10D/2°=1013.9/20=4.95A
[0042]進入濾波電路前16K、32K處的紋波電流較大。
[0043]圖3為經(jīng)過濾波電路后電流的FFT分析，由圖3得:
[0044]16ΚΗζ諧波含量:
[0045]I a= 10D/20= I Ο-9.35/2CI=0.341A
[0046]32KHz諧波含量:
[0047]Ia=10D/20=10_12-5/2°=0.237A
[0048]16K、32K處的開關紋波大大減少，效果明顯。
【權利要求】
1.一種應用于三相變流器的濾波電路，所述電路包括:第一進線電感(LI)、第二進線電感(L2)、第三進線電感(L3);第四濾波電感(L4)、第五濾波電感(L5)、第六濾波電感(L6)、第七濾波電感(L7)、第八濾波電感(L8)、第九濾波電感(L9);第一濾波電容(Cl)、第二濾波電容(C2 )、第三濾波電容(C3 )、第六濾波電容(C6 )、第七濾波電容(C7 )、第八濾波電容(C8)、第十一濾波電容(C11)、第十二濾波電容(C12)、第十三濾波電容(C13);第一阻尼電阻(R1)、第二阻尼電阻(R2)、第三阻尼電阻(R3);第十橋側電感(L10)、第十一橋側電感(L11)、第十二橋側電感(L12)；其特征在于:三相變流器的A相連接第一進線電感(LI)的一端，第一進線電感(LI)的另一端與第四濾波電感(L4)的I腳、第五濾波電感(L5)的I腳和3腳、第一阻尼電阻(Rl)的一端、第十橋側電感(LlO)的一端連接，第四濾波電感(L4)的4腳和3腳連接，第五濾波電感(L5)的2腳和4腳連接，第四濾波電感(L4)的2腳和第一濾波電容(Cl)連接，第五濾波電感(L5)的2腳和第二濾波電容(C2)連接，第一阻尼電阻(Rl)的另一端和第三濾波電容(C3)連接，第一濾波電容(Cl)、第二濾波電容(C2)、第三濾波電容(C3)的另一端連接到第十一橋側電感(L11)，第十一橋側電感(Lll)的另一端與三相變流器連接；三相變流器的B相連接第二進線電感(L2)的一端，第二進線電感(L2)的另一端與第六濾波電感(L6)的I腳、第七濾波電感(L7)的I腳和3腳、第二阻尼電阻(R2)的一端、第十二橋側電感(L12)的一端連接，第六濾波電感(L6)的2腳和第六濾波電容(C6)連接，第七濾波電感(L7)的2腳和第七濾波電容(C7)連接，第二阻尼電阻(R2)的另一端和第八濾波電容(C8)連接，第六濾波電容(C6)、第七濾波電容(C7)、第八濾波電容(C8)的另一端連接到第十二橋側電感(L12)，第十二橋側電感(L12)的另一端與三相變流器連接；三相變流器的C相連接第三 進線電感(L3)的一端，第三進線電感(L3)的另一端與第八濾波電感(L8)的I腳、第九濾波電感(L9)的I腳和3腳、第三阻尼電阻(R3)的一端、第十橋側電感(LlO)的一端連接，第八濾波電感(L8)的2腳和第十一濾波電容(Cll)連接，第九濾波電感(L9)的2腳和第十二濾波電容(C12)連接，第三阻尼電阻(R3)的另一端和第十三濾波電容(C13)連接，第十一濾波電容(C11)、第十二濾波電容(C12)、第十三濾波電容(C13)的另一端連接到第十橋側電感(L10)，第十橋側電感(LlO)的另一端與三相變流器連接；其中:所述第四濾波電感(L4)和第一濾波電容(Cl)構成單倍開關頻率處吸收支路，所述第五濾波電感(L5)和第二濾波電容(C2)構成兩倍開關頻率處的吸收支路；其它的高頻諧波電流均由第一阻尼電阻(Rl)和第三濾波電容(C3)的串聯(lián)支路吸收高頻諧波電流，第一阻尼電阻(Rl)抑制該支路的諧振峰值；所述第六濾波電感(L6)和第六濾波電容(C6)構成單倍開關頻率處吸收支路，所述第七濾波電感(L7)和第七濾波電容(C7)構成兩倍開關頻率處的吸收支路；其它的高頻諧波電流均由第二阻尼電阻(R2)和第八濾波電容(CS)的串聯(lián)支路吸收高頻諧波電流，第二阻尼電阻(R2)抑制該支路的諧振峰值；所述第八濾波電感(L8)和第十一濾波電容(Cll)構成單倍開關頻率處吸收支路，所述第九濾波電感(L9)和第十二濾波電容(C12)構成兩倍開關頻率處的吸收支路；其它的高頻諧波電流均由第三阻尼電阻(R3)和第十三濾波電容(C13)的串聯(lián)支路吸收高頻諧波電流，第三阻尼電阻(R3)抑制該支路的諧振峰值。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種應用于三相變流器的濾波電路，其特征在于:所述第一阻尼電阻(Rl)和第三濾波電容(C3)的串聯(lián)支路還并聯(lián)有第四電容(C4)、第五電容(C5)，第二阻尼電阻(R2)和第八濾波電容(CS)的串聯(lián)支路還并聯(lián)有第九電容(C9)、第十電容(C10)，第三阻尼電阻(R3)和第十三濾波電容(C13)的串聯(lián)支路還并聯(lián)有第十四電容(C14)、第十五電容(C15);所述并聯(lián)的電容第四電容(C4)、第五電容(C5)、第九電容(C9)、第十電容(C10)、第十四電容(C14)、第十五電容(C15)起分流的作用。
【文檔編號】H02M1/12GK203445778SQ201320464341
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月31日 優(yōu)先權日:2013年7月31日
【發(fā)明者】索紅亮, 婁麗麗 申請人:廊坊英博電氣有限公司, 北京英博電氣股份有限公司, 北京英博新能源有限公司