CN104882887B - 一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法 - Google Patents

一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104882887B
CN104882887B CN201510281478.0A CN201510281478A CN104882887B CN 104882887 B CN104882887 B CN 104882887B CN 201510281478 A CN201510281478 A CN 201510281478A CN 104882887 B CN104882887 B CN 104882887B
Authority
CN
China
Prior art keywords
output
adjustable reactor
phase
rhvc
phase adjustable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510281478.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104882887A (zh
Inventor
何伯钧
罗仁俊
黄欢
潘燕
邓霆
钟强
陈志新
何健明
王飞鹏
王博
邓飞
雷立
熊强
汪小梅
李萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuzhou National Engineering Research Center of Converters Co Ltd
Original Assignee
Zhuzhou National Engineering Research Center of Converters Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuzhou National Engineering Research Center of Converters Co Ltd filed Critical Zhuzhou National Engineering Research Center of Converters Co Ltd
Priority to CN201510281478.0A priority Critical patent/CN104882887B/zh
Publication of CN104882887A publication Critical patent/CN104882887A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104882887B publication Critical patent/CN104882887B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Abstract

本发明公开一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法，该输出滤波器包括三相可调电抗器以及一组以上的输出电容单元，三相可调电抗器的一端与变频调速装置的三相输出端连接，另一端分别通过一个接入开关连接各组输出电容单元；输出电容单元包括与三相可调电抗器对应的三组电容器；该控制方法当变频调速装置需要输出正弦波时，根据所需的输出阻抗调节三相可调电抗器，并根据LC截止频率控制闭合各组输出电容单元；当变频调速装置需要输出PWM波时，断开所有组输出电容单元，通过三相可调电抗器调节输出电压。本发明具有结构简单、操作简便、且能够实现输出阻抗、截止频率以及输出波形灵活调节的优点。

Description

一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法
技术领域
本发明涉及PWM变频调速技术领域，尤其涉及一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法。
背景技术
PWM变频调速器的使用大大提高了交流电机的性能，但同时也对电机产生了不良影响。由于变频器的输出前沿很陡(dv/dt很大)，使得输出电压在电机绕组线圈各匝间的分布不均匀；另外，如果变频器和电机间存在长电缆，则当PWM脉冲到达电缆两端时还会产生电压反射，其中电机定子两端的电压一次反射可达2倍，多次反射最大则可达3倍，因而PWM变频调速器的输出可能会在电机端部造成过电压，从而破坏电机绝缘。
为了缓解上述问题，现有技术中一方面是从电机绕组本身出发考虑增强其绝缘强度，但是考虑到很多实际应用的都是普通的电机，因而通常采用另一种方法，即在变频调速器器输出端与电机之间加滤波器来延长PWM的上升沿，以减小dv/dt，从而抑制电机端部的过电压，同时和可以通过滤波器滤除变频调速器器输出的高次谐波。
如图1所示为传统的变频滤波系统，其中变频调速装置为三相两电平逆变器，在变频调速装置三相输出与电机三相定子绕组之间串联三个相同的电感，三个相同的电容构成星形连接，与电机三相定子绕组并联，作为电抗器的输出。但是上述滤波结构还存在以下问题：1）具有固定的阻抗特性，因而无法根据不同类型电机的阻抗值来改变变频装置的输出阻抗；2）具有固定的截止频率点，因而无法满足负载电机不同频率点、不同频率段的运行需求；3）只能输出正弦波，因而无法满足不同电机的运行需求，例如变频电机需要PWM波时。因此，现有的滤波结构已成为制约变频调速装置有效发挥其功效的关键因素之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作简便、且能够实现输出阻抗、截止频率以及输出波形灵活调节的输出滤波器及控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种变频调速装置的输出滤波器，包括三相可调电抗器以及一组以上的输出电容单元，所述三相可调电抗器的一端与变频调速装置的三相输出端连接，另一端分别通过一个接入开关连接各组所述输出电容单元；所述输出电容单元包括与所述三相可调电抗器对应的三组电容器。
作为本发明输出滤波器的进一步改进：所述三相可调电抗器的输入端与输出端之间设有旁路开关KM1，所述三相可调电抗器的输出端设有接入开关KM2，所述旁路开关KM1与接入开关KM2之间形成互锁。
作为本发明输出滤波器的的进一步改进：所述三相可调电抗器为多抽头三相可调电抗器。
作为本发明输出滤波器的的进一步改进：所述输出电容单元包括与所述三相可调电抗器对应的三个电容器，所述三个电容器的一端构成星形连接，另一端通过接入开关连接至所述三相可调电抗器的输出端。
作为本发明输出滤波器的的进一步改进：所述输出电容单元中每个所述电容器均并联设置有电阻。
本发明还提供一种基于上述输出滤波器的控制方法，当变频调速装置需要输出正弦波时，根据所需的输出阻抗调节所述三相可调电抗器，并根据LC截止频率控制闭合与各组所述输出电容单元对应的接入开关；当变频调速装置需要输出PWM波时，断开所有组输出电容单元对应的接入开关，通过所述三相可调电抗器调节输出电压。
作为本发明控制方法的进一步改进，通过所述三相可调电抗器调节输出电压的具体步骤为：当变频调速装置输出电压超过第一阈值处于过高状态时，通过调节所述三相可调电抗器的输出电抗值降低输出电压；当变频调速装置输出电压低于第二阈值处于过低状态时，通过连接在所述三相可调电抗器输入端与输出端之间的旁路开关KM1将所述三相可调电抗器进行旁路。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1）本发明变频调速装置的输出滤波器，通过三相可调电抗器可提供不同阻抗的输出，从而使得变频调速装置可根据不同类型电机所需的阻抗值灵活调节输出阻抗；
2）本发明变频调速装置的输出滤波器，通过设置多组输出电容单元可与三相可调电抗器构成多种不同的截止频率输出，从而使得变频调速装置能够满足负载电机不同频率点、不同频率段的运行需求；
3）本发明变频调速装置的输出滤波器，通过控制三相可调电抗器、输出电容单元的投切可控制变频调速装置的输出波形、输出阻抗以及截至频率的调节，当需要输出正弦波时，根据所需的输出阻抗调节三相可调电抗器，进而根据系统要求的截止频率来选择接入的输出电容单元；当需要输出PWM波时，可通过旁路输出电容单元以及调节三相可调电抗器来调整变频调速装置的输出阻抗，使得变频调速装置的输出波形能够满足不同类型电机的运行需求。
附图说明
图1是传统的变频滤波系统的电路结构原理示意图。
图2是本实施例变频调速装置的输出滤波器的结构原理示意图。
图3是本实施例变频调速装置的输出滤波器的控制方法的实现流程示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图2所示，本实施例变频调速装置的输出滤波器连接在变频调速装置与负载电动机之间，输出滤波器包括三相可调电抗器L以及一组以上的输出电容单元C1~Cn，三相可调电抗器L的一端与变频调速装置的三相输出端连接，另一端分别通过一个接入开关K1~Kn连接各组输出电容单元C1~Cn；输出电容单元C1~Cn包括与三相可调电抗器L对应的三组电容器。
本实施例通过三相可调电抗器L与输出电容单元C1~Cn构成LC滤波结构，多组输出电容单元C1~Cn构成并联接入形式，可以滤除变频调速装置输出的零序分量，同时抑制共模电压（即电机中性点对地的零序电压）经定子绕组与转子和定子边的寄生电容产生的电流，以避免其对电机造成损害。
本实施例通过三相可调电抗器可提供不同阻抗的输出，从而使得变频调速装置可根据不同类型电机所需的阻抗值灵活调节输出阻抗；同时通过设置多组输出电容单元可与三相可调电抗器构成多种不同的截止频率输出，从而使得变频调速装置能够满足负载电机不同频率点、不同频率段的运行需求。
本实施例三相可调电抗器L采用包含1~n个抽头的多抽头三相可调电抗器，可抑制短路电流、降低负载电机侧压降，同时可以通过调整电抗器的抽头数来调节变频调速装置的输出阻抗。
本实施例中，输出电容单元具体包括与三相可调电抗器对应的三个电容器，三个电容器的一端构成星型连接，另一端通过接入开关连接至所述三相可调电抗器的输出端。每个电容器并联设置有电阻，以构成LRC结构。
本实施例中，三相可调电抗器L的输入端与输出端之间设有旁路开关KM1，三相可调电抗器L的输出端设有接入开关KM2，旁路开关KM1与接入开关KM2形成互锁。通过旁路开关KM1与接入开关KM2可实现三相可调电抗器的投切，以控制变频调速装置的输出阻抗调节，当需要输出正弦波时，闭合接入开关KM2以接入三相可调电抗器L，使得可通过调节三相可调电抗器L调节输出阻抗；当需要输出PWM波时，若输出电压超过第一阈值为过高状态时，闭合接入开关KM2以接入三相可调电抗器L，使得可通过调节三相可调电抗器L降低输出电压；若输出电压低于第二阈值为过低状态时，闭合旁路开关KM1对三相可调电抗器L进行旁路，以提高输出电压。
本实施例还提供一种上述输出滤波器的控制方法，当变频调速装置需要输出正弦波时，根据所需的输出阻抗调节三相可调电抗器L，并根据LC截止频率控制闭合与各组输出电容单元对应的接入开关K1~Kn；当变频调速装置需要输出PWM波时，断开所有组输出电容单元对应的接入开关K1~Kn，通过三相可调电抗器L调节输出电压。
本实施例中，通过三相可调电抗器调节输出电压的具体步骤为：当变频调速装置输出电压超过第一阈值处于过高状态时，通过调节三相可调电抗器L的输出电抗值降低输出电压；当变频调速装置输出电压低于第二阈值处于过低状态时，通过连接在三相可调电抗器L输入端与输出端之间的旁路开关KM1将三相可调电抗器L进行旁路。第一阈值、第二阈值可根据实际情况设置，以确定输出电压的过高、过低状态。
如图3所示，当判断到变频调速装置需要输出正弦波时，闭合开关接入开关KM2以接入三相可调电抗器L，选择三相可调电抗器L的电抗器抽头数量以调节至所需的输出阻抗，根据计算得到的所需LC截止频率确定所需闭合的接入开关K1~Kn的数量，变频调速装置通过串联电抗器、电容器来实现LC滤波，输出正弦波；当判断到变频调速装置需要输出PWM波时，判断变频调速装置的输出电压是否过低，若输出电压过低，则闭合旁路开关KM1以对三相可调电抗器L进行旁路，以提高输出电压，即提高负载电机侧压降；若输出电压过高，则闭合接入开关KM2、断开旁路开关KM1以接入三相可调电抗器L，同时断开接入开关K1~Kn以对各组输出电容单元进行旁路，通过选择三相可调电抗器L的抽头数量以降低输出电压，即通过串联电抗器来降低负载电机侧压降，其中串联入系统的电抗器抽头数越多，负载电机侧压降越低。通过三相可调电抗器L、各组输出电容单元的投切可以实现输出波形、截止频率以及输出阻抗的灵活调节
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种变频调速装置的输出滤波器，其特征在于：包括三相可调电抗器以及一组以上的输出电容单元，所述三相可调电抗器的一端与变频调速装置的三相输出端连接，另一端分别通过一个接入开关连接各组所述输出电容单元；所述输出电容单元包括与所述三相可调电抗器对应的三组电容器；所述三相可调电抗器的输入端与输出端之间设有旁路开关KM1，所述三相可调电抗器的输出端设有接入开关KM2，所述旁路开关KM1与接入开关KM2之间形成互锁；
当需要输出正弦波时，闭合所述接入开关KM2以接入三相可调电抗器L，使得可通过调节所述三相可调电抗器L调节输出阻抗；当需要输出PWM波时，若输出电压超过第一阈值为过高状态时，闭合所述接入开关KM2以接入所述三相可调电抗器L，使得通过调节所述三相可调电抗器L降低输出电压；若输出电压低于第二阈值为过低状态时，闭合所述旁路开关KM1对所述三相可调电抗器L进行旁路，以提高输出电压。
2.根据权利要求1所述的变频调速装置的输出滤波器，其特征在于：所述三相可调电抗器的输入端与输出端之间设有旁路开关KM1，所述三相可调电抗器的输出端设有接入开关KM2，所述旁路开关KM1与接入开关KM2之间形成互锁。
3.根据权利要求1或2所述的变频调速装置的输出滤波器，其特征在于：所述三相可调电抗器为多抽头三相可调电抗器。
4.根据权利要求1或2所述的变频调速装置的输出滤波器，其特征在于：所述输出电容单元包括与所述三相可调电抗器对应的三个电容器，所述三个电容器的一端构成星形连接，另一端通过接入开关连接至所述三相可调电抗器的输出端。
5.根据权利要求4所述的变频调速装置的输出滤波器，其特征在于：所述输出电容单元中每个所述电容器均并联设置有电阻。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的输出滤波器的控制方法，其特征在于：当变频调速装置需要输出正弦波时，根据所需的输出阻抗调节所述三相可调电抗器，并根据LC截止频率控制闭合与各组所述输出电容单元对应的接入开关；当变频调速装置需要输出PWM波时，断开所有组输出电容单元对应的接入开关，通过所述三相可调电抗器调节输出电压。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，通过所述三相可调电抗器调节输出电压的具体步骤为：当变频调速装置输出电压超过第一阈值处于过高状态时，通过调节所述三相可调电抗器的输出电抗值降低输出电压；当变频调速装置输出电压低于第二阈值处于过低状态时，通过连接在所述三相可调电抗器输入端与输出端之间的旁路开关KM1将所述三相可调电抗器进行旁路。
CN201510281478.0A 2015-05-28 2015-05-28 一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法 Active CN104882887B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510281478.0A CN104882887B (zh) 2015-05-28 2015-05-28 一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510281478.0A CN104882887B (zh) 2015-05-28 2015-05-28 一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104882887A CN104882887A (zh) 2015-09-02
CN104882887B true CN104882887B (zh) 2017-12-26

Family

ID=53950271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510281478.0A Active CN104882887B (zh) 2015-05-28 2015-05-28 一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104882887B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110021937B (zh) * 2019-03-11 2020-09-25 广东美的制冷设备有限公司 家用电器的控制方法及家用电器
ES2943261T3 (es) 2019-11-12 2023-06-12 Schneider Toshiba Inverter Europe Sas Dispositivo electrónico y método para determinar al menos un parámetro característico de un conjunto de conexión conectado entre un convertidor y una máquina eléctrica, cadena de suministro de potencia relacionada y programa informático

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19533556C1 (de) * 1995-09-11 1996-12-12 Siemens Ag Dreiphasen-Gleichrichterschaltung
CN2513286Y (zh) * 2001-11-01 2002-09-25 哈尔滨工业大学 逆变器输出可调式滤波器
CN103346708B (zh) * 2013-07-08 2017-02-08 武汉理工大学 电动机分级变频重载软起动与谐波滤波一体化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104882887A (zh) 2015-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104702140B (zh) T型三电平光伏并网逆变器并联环流抑制和中点平衡方法
CN101517854B (zh) 电压源换流器站
EP2876794B1 (en) Input EMI filter and method for motor drive including an active rectifier
CN107359605A (zh) 一种抑制模块化多电平换流器直流侧故障过电流方法
JP2001103766A (ja) 並列接続アクティブ入力を有するモジュラー型多相可調節電源
CN107437821A (zh) 孤岛微电网虚拟机差异化故障穿越系统及其实现方法
CN106877709A (zh) 一种用于高压变频器预充电装置及方法
CN103683999B (zh) 并网逆变器及其输出滤波方法
CN108123592A (zh) 用于功率变流器母线电容的放电控制方法
CN102354994A (zh) Mcr软启动和svc动态无功补偿装置及软启动和动态无功补偿方法
CN104009497A (zh) 一种风电机组低电压穿越和有源滤波补偿装置及切换方法
CN104882887B (zh) 一种变频调速装置的输出滤波器及控制方法
CN109494770A (zh) 一种三相负荷不平衡智能调节装置及方法
CN204720981U (zh) 一种三相电网扰动发生装置
CN106941324B (zh) 中点箝位型三电平电压源变流器的直流电压平衡控制方法
CN105024578B (zh) 一种三相模块化多电平变换器并联系统及其控制方法
CN202042906U (zh) 电压尖峰滤波器
CN205356183U (zh) 电流源型三相逆变器拓扑结构
CN209267445U (zh) 一种用于轨道机车的可变抑制频带三相emi滤波器
CN106788118B (zh) 一种变频器驱动系统电机端共模电压的抑制电路
CN201918938U (zh) 一种高压电动机液态增容软起动装置
CN107658905A (zh) 一种基于双馈风电场的电网故障穿越系统和方法
CN101902120A (zh) 晶闸管串联调压电路
CN204707064U (zh) 无刷直流电动机控制装置
CN207368897U (zh) 一种单级隔离型三相pfc变换器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant