CN113381410B - 一种变频器及其滤波方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种变频器及其滤波方法，属于滤波技术领域，解决了变频器无法兼顾抑制谐波分量和安全稳定运行的问题。变频器包括：电网侧电抗器和回馈侧电抗器与调节器电连接；控制中心生成第一控制信号至第三控制信号并提供给调节器；调节器包括滤波电容器，当变频器工作在第二、四象限时，调节器使得滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流；控制中心包括判断器，当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，调节器断开回馈电流滤波单元而经由第三控制信号连接谐波电流补偿单元以抵消回馈电流中的谐波电流。在滤波单元工作异常时通过谐波电流补偿单元以抵消回馈电流中的谐波分量。

Description

一种变频器及其滤波方法
技术领域
本发明涉及滤波技术领域，尤其涉及一种变频器及其滤波方法。
背景技术
现代电力系统中，随着分布式能源发电涉及到的逆变装置的大规模接入，电网的电能质量特性变得日益复杂，而电网中的谐波也引起了越来越多的关注。谐波这一概念被广泛重视是由于电力电子设备等非线性器件的介入对电网的稳定运行和继电保护的正确动作带来了巨大挑战，同时由于全控型器件大多采用PWM控制技术，系统会产生大量的开关频率次谐波。这不仅会影响到输出电流的波形和质量，而且对锁相环的工作也会带来诸多不利因素。为了电网电能质量，IEEE Std.1547-2003标准对并网电流谐波分量上限值做了如下规定：
Figure BDA0003162770080000011
当谐波电流为偶数次时，其允许的最大谐波限值为表中奇数次谐波的25％。因此，现有变频器通过滤波器抑制谐波分量时，通常会引入无法稳定运行的问题。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种变频器及其滤波方法，用以解决现有变频器无法兼顾抑制谐波分量和安全稳定运行的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种变频器，包括：调节器、控制中心、电网侧电抗器和回馈侧电抗器，其中，所述电网侧电抗器和所述回馈侧电抗器，分别经由所述调节器的第一输入输出端和第二输入输出端与所述调节器电连接；所述控制中心，经由所述调节器的第三输入输出端与所述调节器通信连接，用于生成第一控制信号至第三控制信号并提供给所述调节器；所述调节器，包括滤波电容器，当所述变频器工作在第二、四象限时，所述调节器经由所述第一控制信号和第二控制信号连接所述回馈侧电抗器和所述滤波电容器，使得所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和所述电网侧电抗器构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流；以及所述控制中心包括判断器，当所述判断器确定所述回馈电流滤波单元工作异常时，所述调节器还用于经由所述第一控制信号和所述第二控制信号断开所述回馈电流滤波单元而经由所述第三控制信号连接谐波电流补偿单元以抵消所述回馈电流中的谐波电流。
上述技术方案的有益效果如下：当变频器工作在第二、四象限时，通过调节器将滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元(即，LCL滤波单元)，以能够在回馈电流回馈至三相电网之前通过回馈电流滤波单元滤除回馈电流中的谐波分量，从而提高电网的电能质量。可选地，当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，代替回馈电流滤波单元，通过谐波电流补偿单元生成谐波电流以抵消回馈电流中的谐波分量。
基于上述装置的进一步改进，变频器还包括整流单元、共用逆变单元和回馈单元，其中，所述整流单元，与三相电网电连接，以将三相电网电压转换为直流电压，所述电网电压具有第一频率；所述共用逆变单元，与所述整流单元电连接，以将所述直流电压转换为用于驱动电机的第二频率的三相交流电压或者将所述电机制动时的三相交流电压转换为所述直流电压；以及所述回馈单元，其输入端连接至所述整流单元和所述共用逆变单元之间的连接点，其输出端连接至所述回馈侧电抗器，用于将所述直流电压转换为所述三相电网电压以将所述回馈电流回馈至所述电网。
上述进一步改进方案的有益效果是：本申请实施例的变频器通过附加的回馈单元将整流通道与回馈通道分开，以便于利用不同的滤波器对整流通道和回馈通道进行独立滤波。
基于上述装置的进一步改进，所述谐波电流补偿单元，其输入端连接至所述连接点，其输出端连接至所述回馈单元的输出端，用于在所述回馈电流滤波单元工作异常时，提供补偿电流，其中，所述补偿电流幅值与所述回馈电流中的谐波电流的幅值相等并且所述补偿电流的方向与所述谐波电流的方向相反。
上述进一步改进方案的有益效果是：谐波电流补偿单元作为回馈电流滤波单元的备用滤波单元，能够在回馈电流滤波单元无法对回馈电流正常滤波时，通过该备用滤波单元继续抑制回馈电流的谐波分量，以确保回馈系统能够安全稳定运行。
基于上述装置的进一步改进，变频器还包括第一信号检测装置，其中，所述第一信号检测装置，连接在电网与所述电网侧电抗器之间，以用于实时检测三相电网电压和电流并经由所述调节器提供给所述控制中心。
基于上述装置的进一步改进，所述判断器确定由所述第一信号检测装置检测的三相电网电流中的谐波电流未被滤除或者指定次谐波电流无法滤除时，所述回馈电流滤波单元工作异常。
上述进一步改进方案的有益效果是：由于回馈电流滤波单元中的滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器是固定的，所以回馈电流滤波单元具有固定的谐振频率，即，该变频器系统在谐振频率附近容易产生震荡，使得回馈电流滤波单元无法对回馈电流进行正常滤波(即，工作异常)。进而在回馈电流滤波单元工作异常时，通过谐波电流补偿单元抑制谐波分量。
基于上述装置的进一步改进，所述回馈电流滤波单元工作异常包括：所述电网侧电抗器、所述回馈侧电抗器和所述滤波电容器中的任一个或多个工作异常；所述回馈电流滤波单元中与所述滤波电容器串联的电阻器短路；以及所述回馈电流滤波单元的谐振频率邻近所述指定次谐波频率。
基于上述装置的进一步改进，所述调节器还包括第一开关器件、第二开关器件以及第三开关器件，其中，所述第一开关器件，根据所述第一控制信号接通或断开，以将所述回馈侧电抗器与所述电网侧电抗器连接或断开；所述第二开关器件，根据所述第二控制信号接通或断开，以将所述滤波电容器连接或断开；以及所述第三开关器件，根据所述控制中心提供的第三控制信号接通或断开，以将所述谐波电流补偿单元接通或断开。
基于上述装置的进一步改进，所述调节器还用于：当所述变频器工作在第一、三象限时，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述第三开关器件根据所述第一控制信号至所述第三控制信号断开，经由所述电网侧电抗器对电网电流进行滤波；以及当所述变频器工作在第二、四象限时，所述第一开关器件和所述第二开关器件根据所述第一控制信号和所述第二控制信号接通而所述第三开关器件根据所述第三控制信号断开，使得通过所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和所述电网侧电抗器构成的回馈电流滤波单元对回馈电流进行滤波。
上述进一步改进方案的有益效果是：调节器根据来自于控制中心的控制信号，控制各个开关器件，使得当变频器工作在第一、三象限时，各个开关器件根据第一控制信号至第三控制信号断开，使得电网侧电抗器作为输入电抗器使用，起到防止变频器被电网冲击电流损坏；以及当变频器工作在第二、四象限时，第一开关器件和第二开关器件根据第一控制信号和第二控制信号接通而第三开关器件根据第三控制信号断开，使得通过滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波分量。
基于上述装置的进一步改进，所述调节器还用于：在所述变频器工作在第二、四象限条件下，所述回馈电流滤波单元工作异常时，所述第一开关器件和所述第二开关器件根据所述第一控制信号和所述第二控制信号断开而所述第三开关器件根据所述第三控制信号接通，以通过所述谐波电流补偿单元抵消所述回馈电流中的谐波电流。
基于上述装置的进一步改进，所述控制中心还包括AFE控制单元，其中，所述AFE控制单元包括：PI自适应控制模块，用于作为所述变频器逆变系统的控制器，控制所述回馈单元；以及RBF神经网络自更新模块，用于接收所述回馈单元的输出和所述PI自适应控制模块的输出，将所述RBF神经网络自更新模块的输出与所述回馈单元的输出进行比较，然后运用梯度下降法对每个时刻网络的输出权值、基宽向量和节点矢量实时更新，根据更新的所述输出权值、所述基宽向量和所述节点矢量，获得雅克比矩阵，并将所述雅克比矩阵并联到所述PI自适应控制模块，以优化所述PI自适应控制模块的比例参数和积分参数。
基于上述装置的进一步改进，变频器还包括第二信号检测装置和第三信号检测装置，其中，所述第二信号检测装置，连接在所述回馈单元和所述回馈侧电抗器之间，以用于实时检测三相回馈电压和电流并经由所述调节器提供给所述控制中心；以及所述第三信号检测装置，用于实时检测所述滤波电容器的三相电容电流和电压并经由所述调节器提供给所述控制中心。
基于上述装置的进一步改进，所述控制中心还包括接收模块和计算模块，其中，所述接收模块，用于从所述调节器接收所述三相电网电压和电流、所述三相回馈电压和电流以及所述三相电容电流和电压；以及所述计算模块，用于根据所述回馈电流滤波单元，获取所述回馈电流滤波单元的数学模型，根据所述数学模型获取变频器逆变系统的传递函数，其中，所述变频器逆变系统包括回馈电流滤波单元、所述回馈单元和所述AFE控制单元。
基于上述装置的进一步改进，所述控制中心还包括谐波电流检测模块和谐波电流控制模块，其中，所述谐波电流检测模块用于检测所述回馈电流中的谐波分量，并且包括电流变换单元、低通滤波器、电流反变换单元和加法单元，所述电流变换单元，用于将三相回馈电流转换为二相正交的旋转坐标系dq以生成dq轴电流；所述数字低通滤波器，用于从所述dq轴电流中滤除dq轴谐波分量以输出dq轴直流分量；所述电流反变换单元，用于将所述dq轴直流分量转换为三相回馈电流中的三相基波分量；以及所述加法单元，用于将所述三相回馈电流减去所述三相基波分量以获得三相回馈电流中的谐波分量；所述谐波电流控制模块，用于根据所述三相回馈电流中的谐波分量生成所述谐波电流补偿单元的控制信号。
基于上述装置的进一步改进，所述谐波电流补偿单元包括三相桥式变换器，其中，根据从所述控制中心接收的所述谐波电流补偿单元的控制信号，控制所述三相桥式变换器中的6个开关器件进行实时导通、关断控制以使所述三相桥式变换器生成所述补偿电流。
另一方面，本发明实施例提供了一种变频器的滤波方法，包括：通过控制中心生成第一控制信号至第三控制信号并发送给调节器；当所述变频器工作在第二、四象限时，所述调节器经由所述第一控制信号和第二控制信号连接回馈侧电抗器和滤波电容器，使得所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和电网侧电抗器构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流；以及当判断器确定所述回馈电流滤波单元工作异常时，所述调节器经由所述第一控制信号和所述第二控制信号断开所述回馈电流滤波单元而经由所述第三控制信号连接谐波电流补偿单元以抵消所述回馈电流中的谐波电流。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
1、当变频器工作在第二、四象限时，通过调节器将滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元，以能够在回馈电流回馈至三相电网之前通过回馈电流滤波单元滤除回馈电流中的谐波分量，从而提高电网的电能质量。可选地，当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，代替回馈电流滤波单元，通过谐波电流补偿单元生成谐波电流以抵消回馈电流中的谐波分量。
2、调节器根据来自于控制中心的控制信号，控制各个开关器件，使得当变频器工作在第一、三象限时，各个开关器件根据第一控制信号至第三控制信号断开，使得电网侧电抗器作为输入电抗器使用，起到防止变频器被电网冲击电流损坏；以及当变频器工作在第二、四象限时，将滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波分量。
3、采用基于RBF神经网络的自适应控制模块的可调节式滤波单元，在应对回馈单元功率突变时的响应速度明显改善。可调节式滤波单元不仅体积减小，在控制逻辑安排下可作为变频器输入电抗器使用，提高了滤波器的使用效率。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为根据本发明实施例的变频器的框图。
图2为根据本发明实施例的变频器的具体结构图。
图3为根据本发明实施例的回馈单元的拓扑结构图。
图4为根据本发明实施例的基于RBF神经网络的自适应控制单元模型的框图。
图5为传统回馈电流滤波单元在回馈单元满载回馈及半载回馈电网电流波形。
图6为根据本发明实施例的回馈电流滤波单元在回馈单元满载回馈及半载回馈电网电流波形。
图7为根据本发明实施例的回馈电流滤波单元在回馈单元在满载和半载回馈跳变时电网电流波形。
图8为根据本发明实施例的控制中心包括谐波电流检测模块和谐波电流控制模块的框图。
图9为根据本发明实施例的谐波电流检测模块的示意图。
图10为根据本发明实施例的变频器的滤波方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
本发明的一个具体实施例，公开了一种变频器。如图1所示，变频器包括：调节器106、控制中心110、电网侧电抗器102和回馈侧电抗器104。具体地，电网侧电抗器102和回馈侧电抗器104分别经由调节器106的第一输入输出端和第二输入输出端与调节器106电连接。控制中心110经由调节器106的第三输入输出端与调节器106通信连接，用于生成第一控制信号至第三控制信号并提供给调节器106。调节器106包括滤波电容器106，当变频器工作在第二、四象限时，调节器经由第一控制信号和第二控制信号连接回馈侧电抗器104和滤波电容器108，使得滤波电容器108、回馈侧电抗器104和电网侧电抗器102构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流。控制中心110包括判断器116，当判断器116确定回馈电流滤波单元工作异常时，调节器106还用于经由第一控制信号和第二控制信号断开回馈电流滤波单元而经由第三控制信号连接谐波电流补偿单元114以抵消回馈电流中的谐波电流。
与现有技术相比，本实施例提供的变频器中，当变频器工作在第二、四象限时，通过调节器将滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元(可称为LVL滤波器)，以能够在回馈电流回馈至三相电网之前通过回馈电流滤波单元滤除回馈电流中的谐波分量，从而提高电网的电能质量。可选地，当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，代替回馈电流滤波单元，通过谐波电流补偿单元生成谐波电流以抵消回馈电流中的谐波分量。
下文中，将参考图1至图4对根据本发明实施例的变频器进行详细描述。变频器包括调节器106、控制中心110、电网侧电抗器102、回馈侧电抗器104、整流单元、共用逆变单元和回馈单元、第一信号检测装置、第二信号检测装置和第三信号检测装置。
整流单元，与三相电网电连接，以将三相电网电压转换为直流电压，电网电压具有第一频率。共用逆变单元，与整流单元电连接，以将直流电压转换为用于驱动电机的第二频率的三相交流电压或者将电机制动时的三相交流电压转换为直流电压，其中，电网电压不同于三相交流电压，或者第二频率可以与第一频率相同或不同，具有第二频率的三相交流电压适用于驱动电机。回馈单元(参考图1和图2)，其输入端连接至整流单元和共用逆变单元之间的连接点，其输出端连接至回馈侧电抗器，用于将直流电压转换为三相电网电压以将回馈电流回馈至电网。因此，该共用逆变单元是整流通道和回馈通道中共用，即，该共用逆变单元用作整流通道中的逆变单元并且用作回馈通道中的整流单元。
电网侧电抗器102和回馈侧电抗器104分别经由调节器106的第一输入输出端和第二输入输出端与调节器106电连接。控制中心110经由调节器106的第三输入输出端与调节器106通信连接。控制中心110用于生成第一控制信号至第三控制信号并提供给调节器106。参考图2，调节器还包括第一开关器件、第二开关器件以及第三开关器件。第一开关器件KM1，根据第一控制信号接通或断开，以将回馈侧电抗器与电网侧电抗器连接或断开；第二开关器件KM2，根据第二控制信号接通或断开，以将滤波电容器连接或断开；以及第三开关器件KM3，根据控制中心提供的第三控制信号接通或断开，以将谐波电流补偿单元接通或断开。
第一信号检测装置，其中，第一信号检测装置，连接在电网与电网侧电抗器之间，以用于实时检测三相电网电压和电流并经由调节器提供给控制中心。第二信号检测装置，连接在回馈单元和回馈侧电抗器之间，以用于实时检测三相回馈电压和电流并经由调节器提供给控制中心。第三信号检测装置用于实时检测滤波电容器的三相电容电流和电压并经由调节器提供给控制中心。
具体地，参考图2，当变频器工作在第一、三象限时，第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件根据第一控制信号至第三控制信号断开，经由电网侧电抗器L2对电网电流进行滤波。
参考图2，调节器106包括滤波电容器106，当变频器工作在第二、四象限时，调节器经由第一控制信号和第二控制信号连接回馈侧电抗器104和滤波电容器108，使得滤波电容器108、回馈侧电抗器104和电网侧电抗器102构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流。具体地，当变频器工作在第二、四象限时，第一开关器件和第二开关器件根据第一控制信号和第二控制信号接通而第三开关器件根据第三控制信号断开，使得通过滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器构成的回馈电流滤波单元对回馈电流进行滤波。回馈侧电抗器104、电网侧电抗器102、包括滤波电容器108的调节器106的组合可以作为可调式滤波单元。另外，三个电阻器R分别与三个滤波电容器C串联，并将该串联支路与回馈支路并联，能够在一定程度上防止谐振问题，而且并联的电阻器和滤波电容器也不会没有降低回馈电压的电压值。
另外，电阻器虽然能够在一定程度上防止谐振问题，但是回馈电流滤波单元本身故障时，或者在邻近回馈电流滤波单元的谐振频率时，容易导致回馈电流滤波单元工作异常。为了保证变频器能够安全稳定运行并提供高质量的回馈电流，本发明实施例的变频器还设置有谐波电流补偿单元。调节器还用于在变频器工作在第二、四象限条件下，回馈电流滤波单元工作异常时，第一开关器件和第二开关器件根据第一控制信号和第二控制信号断开而第三开关器件根据第三控制信号接通，以通过谐波电流补偿单元抵消回馈电流中的谐波电流。
由于传统滤波器的参数大小能够直接影响系统的整体性能，因此，通常需要考虑以下参数要求：
(1)总电感量具有限制：额定条件下的阻抗压降需小于电网电压的10％；
(2)对滤波器电容的限制：过大的滤波电容，将产生大量的无功损耗，降低了变频器的整体功率处理能力；
(3)谐振频率的限制：为了避免谐振频率成为回馈单元电流控制器设计的制约因素，一般要求设计的回馈电流滤波单元的谐振频率在10倍基频和0.5倍开关频率之间；
(4)对阻尼电阻器R的限制：当R越大时，谐振峰降低越明显，但滤波器的损耗也随之增大，同时滤波器对高频谐波的滤波器性能也将降低。
因此，本申请采用可调式滤波单元，通过采用基于RBF神经网络的自适应控制模块来优化比例参数KP和积分参数Ki。下文中，将对基于RBF神经网络的自适应控制模块来优化比例参数KP和积分参数Ki进行详细描述。
控制中心还包括接收模块和计算模块，其中，接收模块，用于从调节器接收三相电网电压和电流、三相回馈电压和电流以及三相电容电流和电压；以及计算模块，用于根据回馈电流滤波单元，获取回馈电流滤波单元的数学模型，根据数学模型获取变频器逆变系统的传递函数，其中，变频器逆变系统包括回馈电流滤波单元、回馈单元和AFE控制单元。回馈电流滤波单元、回馈单元设置在控制中心外部。参考图3，该回馈单元为三相桥式变换器，该三相桥式变换器包括6个开关器件。
具体地，计算模块用于根据回馈电流滤波单元，获取三相数学模型，将三相数学模型转换为二相正交的αβ轴静止坐标系的数学模型，并将αβ轴静止坐标系的数学模型转换为同步旋转dq轴坐标系下的数学模型，以获取回馈电流滤波单元的传递函数。
回馈电流滤波单元的三相数学模型为：
Figure BDA0003162770080000121
dq轴坐标系下的数学模型为：
Figure BDA0003162770080000122
其中，所述回馈侧电抗器L1、滤波电容C、网侧电抗器L2组成；i1a、i1b、i1c为所述回馈单元的三相电流；i1d、i1q为所述回馈单元的d、q轴电流；ua、ub、uc为所述回馈单元的三相电压；iCa、iCb、iCc为流过所述滤波电容器的三相电流；icd、icq为流过所述滤波电容器的d、q轴电流；uCa、uCb、uCc为所述滤波电容器的电压；uCd、uCq为所述滤波电容器的d、q轴电压；i2a、i2b、i2c为电网侧三相电流；i2a、i2b为电网侧的d、q轴电流；uga、ugb、ugc为电网侧三相电压；ugd、ugq为电网侧的d、q轴电压。
根据回馈电流滤波单元的传递函数获取变频器回馈系统的传递函数：
Figure BDA0003162770080000123
其中，Ginv为AFE传递函数，Ginv＝Udc/2；Hi1为电容电流有源阻尼反馈系数；Gi1(s)为电流调节器；Gi2(s)为电压调节器，Gi1(s)、Gi2(s)均采用PI控制调节器，其传递函数为：
Figure BDA0003162770080000131
其中，KP为比例参数，Ki为积分参数。
参考图4，控制中心包括AFE控制单元，其中，AFE控制单元包括：PI自适应控制模块，用于作为变频器逆变系统的控制器，控制回馈单元；以及RBF神经网络自更新模块，用于接收回馈单元的输出和PI自适应控制模块的输出，将RBF神经网络自更新模块的输出与回馈单元的输出进行比较，然后运用梯度下降法对每个时刻网络的输出权值、基宽向量和节点矢量实时更新，根据更新的输出权值、基宽向量和节点矢量，获得雅克比矩阵，并将雅克比矩阵并联到PI自适应控制模块，以优化PI自适应控制模块的比例参数KP和积分参数Ki。因此，采用基于RBF神经网络的自适应控制模块的可调节式滤波单元，优化的比例参数KP和积分参数Ki，在回馈单元功率突变时明显改善了响应速度。
控制中心110包括判断器116，当判断器116确定回馈电流滤波单元工作异常时，调节器106还用于经由第一控制信号和第二控制信号断开回馈电流滤波单元而经由第三控制信号连接谐波电流补偿单元114以抵消回馈电流中的谐波电流。判断器116确定由第一信号检测装置检测的三相电网电流中的谐波电流未被滤除或者指定次谐波电流无法滤除时，回馈电流滤波单元工作异常。具体地，回馈电流滤波单元工作异常包括：电网侧电抗器、回馈侧电抗器和滤波电容器中的任一个或多个工作异常；回馈电流滤波单元中与滤波电容器串联的电阻器短路；以及回馈电流滤波单元的谐振频率邻近指定次谐波频率。谐波电流补偿单元，其输入端连接至连接点，其输出端连接至回馈单元的输出端，用于在回馈电流滤波单元工作异常时，提供补偿电流，其中，补偿电流幅值与回馈电流中的谐波电流的幅值相等并且补偿电流的方向与谐波电流的方向相反。
谐波电流补偿单元包括三相桥式变换器，其中，根据从控制中心接收的谐波电流补偿单元的控制信号，控制三相桥式变换器中的6个开关器件进行实时导通、关断控制以使三相桥式变换器生成补偿电流。参考图8，控制中心还包括谐波电流检测模块802和谐波电流控制模块804。谐波电流检测模块802用于检测回馈电流中的谐波分量，并且包括电流变换单元806、数字低通滤波器808、电流反变换单元810和加法单元812。电流变换单元806用于将三相回馈电流转换为二相正交的旋转坐标系dq以生成dq轴电流。数字低通滤波器808用于从dq轴电流中滤除dq轴谐波分量以输出dq轴直流分量。电流反变换单元810用于将dq轴直流分量转换为三相回馈电流中的三相基波分量。加法单元812用于将三相回馈电流减去三相基波分量以获得三相回馈电流中的谐波分量。谐波电流控制模块804用于根据三相回馈电流中的谐波分量生成谐波电流补偿单元的控制信号。
下文中，参考图2至图8，以具体实例的方式对根据本发明实施例的变频器进行详细描述。
根据变频器运行工况对可调节式滤波单元进行数字建模(以下公式1、2)，通过对滤波器各个运行状态软件仿真优化设计，计算出网侧电抗值、整流侧电抗值、滤波电容值、阻尼电阻值等，并结合变频器设计参数进行了优化；
为保证回馈单元的并网电流质量，电流传感器安装在电网侧，便于对电网侧电流监控。参考图2，由回馈单元、整流侧电抗器L1、滤波电容C、网侧电抗器L2组成。Udc为回馈单元直流侧电压；Cdc为回馈单元直流侧电容；i1a、i1b、i1c为回馈单元三相电流；iCa、iCb、iCc为流过滤波电容的三相电流；i2a、i2b、i2c为电网侧三相电流；根据KVL、KCL(Kirhhoff's CurrentLaw)定律在三相静止坐标系下的数学模型，如公式1所示，对公式1进行拉普拉斯变换，得到dq坐标下的数学模型，公式2所示：
Figure BDA0003162770080000151
Figure BDA0003162770080000152
由以上公式2推导出回馈系统的传递函数为：
Figure BDA0003162770080000153
式中，Ginv为AFE传递函数，Ginv＝Udc/2；Hi1为电容电流有源阻尼反馈系数；Gi1(s)为电流调节器；Gi2(s)为电压调节器。Gi1(s)、Gi2(s)均采用PI控制调节器，其传递函数为：
Figure BDA0003162770080000154
由于传统PI控制器调节器稳态跟踪误差较大，且控制器参数仍依赖于系统建模的精度，目前对于四象限变频器AFE只能得到近似的模型而无法做到精确建模，系统鲁棒性偏差。为了解决上述问题，在传统PI控制器中加入自适应控制，增加系统鲁棒性，减少并网电流稳态误差。本申请的控制策略包含三部分：第一部分在PI控制器的Kp、Ki系数自适应控制(RBF神经网络算法)，使控制器参数能够随系统的外部扰动及误差情况进行自调整，自适应控制器的加入并不改变系统传递函数；第二部分是抑制回馈电流滤波单元产生的谐振问题，减少并网电流纹波；第三部分在RBF网络自适应控制策略中加入电容电流有源阻尼反馈，有效地解决了回馈电流滤波单元的谐振问题。
控制中心对实时采集调节器的检测信号(电流、电压等信号)，通过RBF神经网络的自适应控制与控制中心的变频器控制单元和AFE(Active Front End，主动前端)控制单元进行实时信号处理，得出的最优控制参数来进行调节器的调节，确保可调节式滤波单元工作在最佳。
基于RBF神经网络的自适应控制单元模型如图4所示，模型包含：PI自适应调节器和RBF网络；模型涉及参数描述如下：
H＝[h1，h2，…，hm]T为RBF网络径向基向量，m为隐含数量层；
W＝[w1，w2，…，wm]T为RBF网络权向量；
B＝[b1，b2，…，bm]T为RBF网络基宽向量；
Cj＝[cj1，cj2，…，cji，…，cjn]T为RBF网络节点中的中心矢量；
在控制过程中，RBF网络有两个输入量：PI控制器的输出及并网电流，当AFE的回馈功率产生突变时，RBF网络通过辨识得到计算跟踪值，即：
ym(k)＝w1h1+w2h2+…wmhm跟踪值和并网电流之间会产生偏差，运用梯度下降法，对每个时刻网络的输出权值Wj(k)、基宽向量Bj(k)、节点矢量Cj(k)进行实时更新，迭代计算出每个时刻的新数值(Wj(k)、Bj(k)、Cj(k))，得到并网电流对RBF网络的灵敏度信息，即雅可比矩阵：
Figure BDA0003162770080000171
将RBF网络得到的雅可比矩阵关联到PI自适应控制器中，可以达到PI控制器的参数Kp、Ki表达式：
Figure BDA0003162770080000172
其中，
Figure BDA0003162770080000173
为动量因子，η为学习速率，由此可得ΔKp、ΔKi表达式为：
Figure BDA0003162770080000174
进而得出PI调节器的输出为：
u(k)＝u(k-1)+Kiec(k)+Kp[ec(k)-ec(k-1)]
引入自适应控制后，系统传递函数变为：
Figure BDA0003162770080000175
系统经过PI自适应控制器调节后，Kp、Ki参数得到了优化，当变频器工作在第一象限或第三象限时，控制中心通过变频器状态信息对可调节式滤波单元进行调节，此时可调滤波器作为输入电抗器使用，起到防止电网冲击电流对变频器的损坏作用。
当变频器工作在第二象限或第四象限时，可调节式滤波单元作为回馈电流滤波单元使用，此时自适应控制调节根据变频器的转向状态、制动状态的回馈功率自适应(RBF神经网络自学习)调节PI控制器参数(优化的Kp、Ki参数)，起到降低回馈单元回馈电流谐波改善上传电网的电流质量。
与传统控制策略相比，加入自适应调节的滤波器大大提高了调节速度，在两种回馈单元回馈功率条件下的并网电流纹波都较小，通过自适应调节计算得到的Hi1(电容电流反馈系数)可以有效地抑制谐振问题，并减少电流纹波，使系统稳定运行，更好地滤除谐波，减小系统稳态误差，系统稳定性增强，并在回馈功率突变的状况下，仍能保证较高的电能质量。具有良好的动态性能。
本申请的自适应控制方案具有以下技术效果：
本申请的可调节式滤波单元采用一体式设计，内置调节器。采用RBF神经网络自适应控制方案，通过控制中心调节对变频器各个单元进行信号处理后，优化调节逻辑进行滤波器的调节。
与传统回馈电流滤波单元相比，采用基于RBF神经网络的自适应控制模块的可调节式滤波单元，在应对回馈单元功率突变时的响应速度明显改善(参考图5、图6和图7)。可调节式滤波单元不仅体积减小，在控制逻辑安排下可作为变频器输入电抗器使用，提高了滤波器的使用效率。在滤波器的散热方面有了明显改善。
在一些特殊应用领域如：空间受限领域、不易散热密闭空间领域、低速传动调速领域等。
由于回馈电流滤波单元本身的谐振频率，使得对回馈单元输出的回馈电流中的谐波分量滤波性能收到限制或者无法对谐振频率附近谐波分量进行滤波，而且LVL回馈电流滤波电压只能滤除高于截止频率的谐波分量，而无法滤除指定次谐波分量。所以本申请实施例提供了谐波电流补偿单元作为备用滤波单元。
在可选实施例中，同一个控制中心可以控制多个变频器系统。控制中心包括比较器，该比较器将任意两个变频器系统的各自回馈电流的指定次谐波进行比较，当回馈电流的指定次谐波分量相同时，可以通过谐波电流补偿单元滤除不同的谐波分量，而将相同的指定次谐波分量在PLL的控制下彼此抵消。例如，当多个变频器的各自回馈电流同时回馈至电网时，如果多个变频器中的任意两个的三次谐波相同，而五次谐波不同时，可以通过一个变频器的对应谐波电流补偿单元滤除该变频器的五次以上的谐波分量和通过另一个变频器的对应谐波电流补偿单元滤除该变频器的五次以上的谐波分量，在锁相环的控制下将这两个变频器的三次谐波相互抵消。
谐波电流补偿单元的工作原理如下：滤波后的回馈电流iA、iB、iC中仍然存在谐波电流，即，除了正弦基波电流iA1、iB1和iC1之外，还含有谐波电流ih(即，iAh、iBh、iCh)。为了使电力系统中不流过谐波电流，设置谐波电流补偿器。谐波电流补偿器(HCC)的主电路为采用自关断器件的三相桥式变换器。变换器与负载并联地接在电网上，故HCC又称为并联型电力有源滤波器。对变换器中6个开关器件进行实时、适当的通断控制，使变换器向电网输出补偿电流ic，补偿电流ic与谐波电流ih大小相等，即，谐波电流由ic抵消，ic＝ih，于是去除谐波电流后的回馈电流为iA1、iB1和iC1。
谐波电流补偿单元包括三相桥式变换器，其中，根据从控制中心接收的谐波电流补偿单元的控制信号，控制三相桥式变换器中的6个开关器件进行实时导通、关断控制以使三相桥式变换器生成补偿电流。下文中，参考图8，控制中心还包括谐波电流检测模块802和谐波电流控制模块804。谐波电流检测模块802用于检测回馈电流中的谐波分量，并且包括电流变换单元806、数字低通滤波器808、电流反变换单元810和加法单元812。
参考图8和图9，电流变换单元806，用于将三相回馈电流转换为二相正交的旋转坐标系dq以生成dq轴电流。具体地，该电流变换单元将三相静止变量A、B、C转换为二相静止变量α、β进而将二相静止变量转换为二相旋转变量d、q：
Figure BDA0003162770080000201
Figure BDA0003162770080000202
根据以上两个公式确定如下公式：
Figure BDA0003162770080000203
Figure BDA0003162770080000204
参考图8和图9，数字低通滤波器808用于从dq轴电流中滤除dq轴谐波分量以输出dq轴直流分量。利用数字低通滤波器808滤除谐波分量(idh、iqh)。在可选实施例中，滤波谐波分量idh＝idh3+idh5+idh7+idh9…，iqh＝iqh3+iqh5+iqh7+iqh9…。例如，可以滤除5次以上谐波分量而剩余3次谐波分量。可选地，可以滤除7次以上谐波分量而剩余3次谐波分量与5次谐波分量之和。
参考图8和图9，电流反变换单元810，用于将dq轴直流分量转换为三相回馈电流中的三相基波分量。具体地，该电流反变换单元将二相旋转变量d、q经由二相静止变量α、β转换为三相静止变量A、B、C：
Figure BDA0003162770080000205
参考图8和图9，加法单元812用于将三相回馈电流减去三相基波分量以获得三相回馈电流中的谐波分量。具体地，三相回馈电流中的谐波分量包括如下三次以上的谐波分量：
iAh＝iA-iA1＝iA1+iAh-iA1；
iBh＝iB-iB1＝iB1+iBh-iB1；
iCh＝iC-iC1＝iC1+iCh-iC1；
将iAh、iBh、iCh用作三相桥式变换器的输出电流的指令值。当低通滤波器滤除的是5次以上的谐波分量，则经过加法单元之后剩余的谐波分量为5次以上谐波分量iAh-iAh3、iBh-iBh3、iCh-iCh3，并将5次以上谐波分量iAh-iAh3、iBh-iBh3、iCh-iCh3用作三相桥式变换器的输出电流的指令值。当低通滤波器滤除的是7次以上的谐波分量，则经过加法单元之后剩余的谐波分量为7次以上谐波分量iAh-iAh3-iAh5、iBh-iBh3-iBh5、iCh-iCh3-iCh5，并将7次以上谐波分量iAh-iAh3-iAh5、iBh-iBh3-iBh5、iCh-iCh3-iCh5，用作三相桥式变换器的输出电流的指令值。采用电流控制闭环，控制三相桥式变换器的输出电流，使输出电流与输出电流的指令值的差值在预设范围内。
在可选实施例中，谐波电流检测模块802还包括多个指定次谐波电流检测子模块。以下对利用指定次谐波电流检测子模块可以获得3次谐波电流和所述5次谐波电流。每个指定次谐波电流检测子模块与图9所示的谐波电流检测模块相同的结构。例如，与上文中所述的谐波电流检测模块802相比较，3次、5次、7次谐波电流检测子模块区别在于：可以将第一数字低通滤波器、第二数字低通滤波器和第三数字低通滤波器分别设置为滤除3次以上谐波分量、5次以上谐波分量、7次以上谐波分量。而且第二数字低通滤波器的第二加法单元将3次、5次谐波电流检测子模块的输出相减，可以获得3次谐波分量，第三数字低通滤波器的第三加法单元将第三加法单元将5次、7次谐波电流检测子模块的输出相减，可以获得5次谐波分量。可以将指定次谐波分量用作三相桥式变换器的输出电流的指令值，采用电流控制闭环，控制三相桥式变换器的输出电流，使输出电流与输出电流的指令值的差值在预设范围内。
本发明的另一个具体实施例，公开了一种变频器的滤波方法。参考图10，变频器的滤波方法包括：步骤S1002，通过控制中心生成第一控制信号至第三控制信号并发送给调节器；步骤S1004，当变频器工作在第二、四象限时，调节器经由第一控制信号和第二控制信号连接回馈侧电抗器和滤波电容器，使得滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流；以及步骤S1006，当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，调节器经由第一控制信号和第二控制信号断开回馈电流滤波单元而经由第三控制信号连接谐波电流补偿单元以抵消回馈电流中的谐波电流。
变频器的滤波方法还包括多个其他步骤，滤波方法与变频器相对应，所以为了避免赘述，省略了多个其他步骤的详细描述。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
1、当变频器工作在第二、四象限时，通过调节器将滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元，以能够在回馈电流回馈至三相电网之前通过回馈电流滤波单元滤除回馈电流中的谐波分量，从而提高电网的电能质量。可选地，当判断器确定回馈电流滤波单元工作异常时，代替回馈电流滤波单元，通过谐波电流补偿单元生成谐波电流以抵消回馈电流中的谐波分量。
2、调节器根据来自于控制中心的控制信号，控制各个开关器件，使得当变频器工作在第一、三象限时，各个开关器件根据第一控制信号至第三控制信号断开，使得电网侧电抗器作为输入电抗器使用，起到防止变频器被电网冲击电流损坏；以及当变频器工作在第二、四象限时，将滤波电容器、回馈侧电抗器和电网侧电抗器连接为回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波分量。
3、采用基于RBF神经网络的自适应控制模块的可调节式滤波单元，在应对回馈单元功率突变时的响应速度明显改善。可调节式滤波单元不仅体积减小，在控制逻辑安排下可作为变频器输入电抗器使用，提高了滤波器的使用效率。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种变频器，其特征在于，包括：调节器、控制中心、电网侧电抗器和回馈侧电抗器，其中，
所述电网侧电抗器和所述回馈侧电抗器，分别经由所述调节器的第一输入输出端和第二输入输出端与所述调节器电连接；
所述控制中心，经由所述调节器的第三输入输出端与所述调节器通信连接，用于生成第一控制信号至第三控制信号并提供给所述调节器；
所述调节器，包括滤波电容器、第一开关器件、第二开关器件以及第三开关器件，当所述变频器工作在第二、四象限时，所述调节器经由所述第一控制信号和第二控制信号连接所述回馈侧电抗器和所述滤波电容器，使得所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和所述电网侧电抗器构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流；以及
所述控制中心包括判断器，当所述判断器确定所述回馈电流滤波单元工作异常时，所述调节器还用于经由所述第一控制信号和所述第二控制信号断开所述回馈电流滤波单元而经由所述第三控制信号连接谐波电流补偿单元，所述谐波电流补偿单元，其输入端连接至整流单元和共用逆变单元之间的连接点，其输出端连接至回馈单元的输出端，用于在所述回馈电流滤波单元工作异常时，代替所述回馈电流滤波单元，通过所述谐波电流补偿单元提供补偿电流以抵消所述回馈电流中的谐波电流，其中，所述补偿电流幅值与所述回馈电流中的谐波电流的幅值相等并且所述补偿电流的方向与所述谐波电流的方向相反，其中，所述回馈电流滤波单元工作异常包括：所述电网侧电抗器、所述回馈侧电抗器和所述滤波电容器中的任一个或多个工作异常；所述回馈电流滤波单元中与所述滤波电容器串联的电阻器短路；所述回馈电流滤波单元的谐振频率邻近指定次谐波频率，其中，
所述第一开关器件，根据所述第一控制信号接通或断开，以将所述回馈侧电抗器与所述电网侧电抗器连接或断开；所述第二开关器件，根据所述第二控制信号接通或断开，以将所述滤波电容器连接或断开；以及所述第三开关器件，根据所述控制中心提供的第三控制信号接通或断开，以将谐波电流补偿单元接通或断开，所述调节器还用于：当所述变频器工作在第一、三象限时，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述第三开关器件根据所述第一控制信号至所述第三控制信号断开，经由所述电网侧电抗器对电网电流进行滤波；以及当所述变频器工作在第二、四象限时，所述第一开关器件和所述第二开关器件根据所述第一控制信号和所述第二控制信号接通而所述第三开关器件根据所述第三控制信号断开，使得通过所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和所述电网侧电抗器构成的回馈电流滤波单元对回馈电流进行滤波。
2.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，还包括整流单元、共用逆变单元和回馈单元，其中，
所述整流单元，与三相电网电连接，以将三相电网电压转换为直流电压，所述电网电压具有第一频率；
所述共用逆变单元，与所述整流单元电连接，以将所述直流电压转换为用于驱动电机的第二频率的三相交流电压或者将所述电机制动时的三相交流电压转换为所述直流电压；以及
所述回馈单元，其输入端连接至所述连接点，其输出端连接至所述回馈侧电抗器，用于将所述直流电压转换为所述三相电网电压以将所述回馈电流回馈至所述电网。
3.根据权利要求2所述的变频器，其特征在于，还包括第一信号检测装置，其中，所述第一信号检测装置，连接在电网与所述电网侧电抗器之间，以用于实时检测三相电网电压和电流并经由所述调节器提供给所述控制中心。
4.根据权利要求3所述的变频器，其特征在于，所述判断器确定由所述第一信号检测装置检测的三相电网电流中的谐波电流未被滤除或者指定次谐波电流无法滤除时，所述回馈电流滤波单元工作异常。
5.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述调节器还用于：
在所述变频器工作在第二、四象限条件下，所述回馈电流滤波单元工作异常时，所述第一开关器件和所述第二开关器件根据所述第一控制信号和所述第二控制信号断开而所述第三开关器件根据所述第三控制信号接通，以通过所述谐波电流补偿单元抵消所述回馈电流中的谐波电流。
6.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述控制中心还包括AFE控制单元，其中，所述AFE控制单元包括：
PI自适应控制模块，用于作为所述变频器逆变系统的控制器，控制所述回馈单元；以及
RBF神经网络自更新模块，用于接收所述回馈单元的输出和所述PI自适应控制模块的输出，将所述RBF神经网络自更新模块的输出与所述回馈单元的输出进行比较，然后运用梯度下降法对每个时刻网络的输出权值、基宽向量和节点矢量实时更新，根据更新的所述输出权值、所述基宽向量和所述节点矢量，获得雅克比矩阵，并将所述雅克比矩阵并联到所述PI自适应控制模块，以优化所述PI自适应控制模块的比例参数和积分参数。
7.根据权利要求6所述的变频器，其特征在于，还包括第二信号检测装置和第三信号检测装置，其中，
所述第二信号检测装置，连接在所述回馈单元和所述回馈侧电抗器之间，以用于实时检测三相回馈电压和电流并经由所述调节器提供给所述控制中心；以及
所述第三信号检测装置，用于实时检测所述滤波电容器的三相电容电流和电压并经由所述调节器提供给所述控制中心。
8.根据权利要求7所述的变频器，其特征在于，所述控制中心还包括接收模块和计算模块，其中，
所述接收模块，用于从所述调节器接收所述三相电网电压和电流、所述三相回馈电压和电流以及所述三相电容电流和电压；以及
所述计算模块，用于根据所述回馈电流滤波单元，获取所述回馈电流滤波单元的数学模型，根据所述数学模型获取变频器逆变系统的传递函数，其中，所述变频器逆变系统包括回馈电流滤波单元、所述回馈单元和所述AFE控制单元。
9.根据权利要求1所述的变频器，其特征在于，所述控制中心还包括谐波电流检测模块和谐波电流控制模块，其中，
所述谐波电流检测模块用于检测所述回馈电流中的谐波分量，并且包括电流变换单元、数字低通滤波器、电流反变换单元和加法单元，其中，
所述电流变换单元，用于将三相回馈电流转换为二相正交的旋转坐标系dq以生成dq轴电流；
所述数字低通滤波器，用于从所述dq轴电流中滤除dq轴谐波分量以输出dq轴直流分量；
所述电流反变换单元，用于将所述dq轴直流分量转换为三相回馈电流中的三相基波分量；以及
所述加法单元，用于将所述三相回馈电流减去所述三相基波分量以获得三相回馈电流中的谐波分量；
所述谐波电流控制模块，用于根据所述三相回馈电流中的谐波分量生成所述谐波电流补偿单元的控制信号。
10.根据权利要求9所述的变频器，其特征在于，
所述谐波电流补偿单元包括三相桥式变换器，其中，根据从所述控制中心接收的所述谐波电流补偿单元的控制信号，控制所述三相桥式变换器中的6个开关器件进行实时导通、关断控制以使所述三相桥式变换器生成所述补偿电流。
11.一种变频器的滤波方法，其特征在于，包括：
通过控制中心生成第一控制信号至第三控制信号并发送给调节器；
当所述变频器工作在第二、四象限时，所述调节器经由所述第一控制信号和第二控制信号连接回馈侧电抗器和滤波电容器，使得所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和电网侧电抗器构成回馈电流滤波单元以滤除回馈电流中的谐波电流；以及
当判断器确定所述回馈电流滤波单元工作异常时，所述调节器经由所述第一控制信号和所述第二控制信号断开所述回馈电流滤波单元而经由所述第三控制信号连接谐波电流补偿单元，所述谐波电流补偿单元，其输入端连接至整流单元和共用逆变单元之间的连接点，其输出端连接至回馈单元的输出端，用于在所述回馈电流滤波单元工作异常时，代替所述回馈电流滤波单元，通过所述谐波电流补偿单元提供补偿电流以抵消所述回馈电流中的谐波电流，其中，所述补偿电流幅值与所述回馈电流中的谐波电流的幅值相等并且所述补偿电流的方向与所述谐波电流的方向相反，其中，所述回馈电流滤波单元工作异常包括：所述电网侧电抗器、所述回馈侧电抗器和所述滤波电容器中的任一个或多个工作异常；所述回馈电流滤波单元中与所述滤波电容器串联的电阻器短路；所述回馈电流滤波单元的谐振频率邻近指定次谐波频率，其中，
第一开关器件根据所述第一控制信号接通或断开，以将所述回馈侧电抗器与所述电网侧电抗器连接或断开；第二开关器件根据所述第二控制信号接通或断开，以将所述滤波电容器连接或断开；以及第三开关器件根据所述控制中心提供的第三控制信号接通或断开，以将谐波电流补偿单元接通或断开，当所述变频器工作在第一、三象限时，所述第一开关器件、所述第二开关器件和所述第三开关器件根据所述第一控制信号至所述第三控制信号断开，经由所述电网侧电抗器对电网电流进行滤波；以及当所述变频器工作在第二、四象限时，所述第一开关器件和所述第二开关器件根据所述第一控制信号和所述第二控制信号接通而所述第三开关器件根据所述第三控制信号断开，使得通过所述滤波电容器、所述回馈侧电抗器和所述电网侧电抗器构成的回馈电流滤波单元对回馈电流进行滤波。
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