CN204992583U - 一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路 - Google Patents

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刘金生
何崇飞
王北南
孔繁宇
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Abstract

一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路，包括LCL电路和三电平电压桥式电路，LCL电路包括两个三相电抗器、两个限流电阻和滤波电容电路，第一三相电抗器的一端与网侧三相电压连接，另外一端与第二三相电抗器的一端连接，第二三相电抗器的另外一端与三电平电压桥式电路连接，第一和第二三相电抗器之间并联有滤波电容电路，第二三相电抗器和三电平电压桥式电路连接之间的两项电路上，每路上安装有一个接触器，每个接触器的两端并联有限流一个电阻；三电平电压桥式电路的直流侧还分别并联有多个电解电容和均压电阻。本电路设计结构可以承受更多的电压，既节省了成本，又减少了空间利用。

Description

一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路
技术领域
本实用新型涉及一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路。
背景技术
近年来，随着我国经济快速稳健的发展，生活水平不断提高，家庭及工业电器不断升级，这都带动了新的用电需求。本实用新型中的三电平有源滤波电路，是在前两电平技术上改进而成，将二极管钳位三电平结构与有源滤波相结合，提高有源滤波的应用范围，实现对谐波电流与无功功率的综合补偿治理，同时也满足了各个场合电能质量治理的需求。
发明内容
基于以上需求，本实用新型涉及一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路；采用多电平中的三电平技术，损耗低。
本实用新型所采用的技术如下：一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路，包括LCL电路，三电平电压桥式电路，LCL电路包括两个三相电抗器和滤波电容电路，第一三相电抗器的一端与网侧三相电压连接，另外一端与第二三相电抗器的一端连接，第二三相电抗器的另外一端与三电平电压桥式电路连接，第一和第二三相电抗器之间并联有滤波电容电路，第二三相电抗器和三电平电压桥式电路连接之间的两项电路上，每路上安装有一个接触器，每个接触器的两端并联有限流一个电阻；三电平电压桥式电路的直流侧还分别并联有多个电解电容和均压电阻。
本实用新型还具有如下技术特征:所述的三电平电压桥式电路采用二极管中点钳位型三电平电压桥式电路。
本实用新型具有如下优异效果：
本电路设计结构可以承受更多的电压，电解电容做直流母线支撑，LCL设计电路可以很好的吸收高频纹波；均压电阻和放电电阻共用同一电阻，既节省了成本，又减少了空间利用，同时采用的电阻预充电回路保护直流电解电容等。
附图说明
图1为本实用新型的电气结构图。
具体实施方式
下面根据说明书附图举例对本发明做进一步说明：
实施例1
一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路，包括LCL电路，三电平电压桥式电路，LCL电路包括两个三相电抗器和滤波电容电路，第一三相电抗器的一端与网侧三相电压连接，另外一端与第二三相电抗器的一端连接，第二三相电抗器的另外一端与三电平电压桥式电路连接，第一和第二三相电抗器之间并联有滤波电容电路，第二三相电抗器和三电平电压桥式电路连接之间的两项电路上，每路上安装有一个接触器JQ2.JQ3，每个接触器的两端并联有限流一个电阻R3.R4；三电平电压桥式电路的直流侧还分别并联有多个电解电容和均压电阻。本实用新型为了解决电网质量问题，采用三电平电压桥式电路实施方式。三电平电压桥式电路的每一相桥臂由四个串联的全控型开关器件S11.S12.S13.S14.S21.S22.S23.S24.S31.S32.S33.S34和分别与这四个全控型开关器件反并联的续流二极管D11、D12、D21、D22、D311和D32组成。全控型开关器件为绝缘栅双极型晶体管IGBT。电容C1.C2.C3和C4及均压电阻R1,R2与三相桥式逆变电路的直流侧并联。
电压型桥式电路基本工作方式为180°导电型，即每个桥臂的导电角为180°。同一相上下桥臂交替导电。各相开始导电的时间一次相差120°。在一个周期内，6个开关管触发导通依次相隔60°，任意时刻均有三个管子同时导通。其中采用I型IGBT电路，6个IGBT管均承受相同的电压，比T型IGBT管承受两倍的电压。比如，直流母线为600V时，I型4个IGBT管阻断电压为600V/650V，而T型IGBT为1200V，1200V的IGBT芯片比600V/650V芯片有更大的开关损耗及导通损耗，这意味着器件的发热更大，成本也必然随之增加。
电阻预充电回路说明：当网侧电压经过整流后突然加到直流电容上会产生很大的冲击电流，所以采用电阻限流方式保护电容C1.C2.C3.C4，具体实现形式首先将电阻R3，R4串联到充电回路当中，在加网侧电压，这样可以起到抑制电流冲击的作用，当电容电压充电到理想的电压值时通过闭合接触器JQ1和JQ2来切除限流电阻R3，R4从而实现功能。
LCL电路说明：该电路是通过电容器来滤除逆变器的高频纹波，由于电容阻抗为1/wc，而w=2*pi*f，f频率越大阻抗越小，所有纹波流入电容从而起到滤除逆变器的高频纹波的作用。
本实施例采用三电平结构，相比于传统两电平结构，开关器件的串联结构有效的降低了开关器件关断时所承受的电压，在电平数为3的条件下，单个开关器件所承受的电压仅为直流母线电压值的1/2，由于箝位作用的存在，各开关器件不需要动态均压电阻。而相比于传统的两电平结构，输出电流电平数的增加不仅有效的降低了输出电压的畸变率；同时，还使得输出相同电压波形的情况下只需要较低的开关频率，降低了开关器件的损耗，有利于节能散热和输出高频谐波的降低。采用突波吸收电容平稳直流母线电压实施方式。吸收电容在电路中起的作用类似于低通滤波器，可以吸收掉尖峰电压。消除由于母排的杂散电感引起的尖峰电压，避免IGBT的损坏。其中实用新型采用的直流母排尽可能的短，缓冲电路尽可能的贴近模块，选择低电感的吸收电容，与IGBT相匹配。

Claims (2)

1.一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路，包括LCL电路和三电平电压桥式电路，其特征在于，LCL电路包括两个三相电抗器、两个限流电阻和滤波电容电路，第一三相电抗器的一端与网侧三相电压连接，另外一端与第二三相电抗器的一端连接，第二三相电抗器的另外一端与三电平电压桥式电路连接，第一和第二三相电抗器之间并联有滤波电容电路，第二三相电抗器和三电平电压桥式电路连接之间的两项电路上，每路上安装有一个接触器，每个接触器的两端并联有限流一个电阻；三电平电压桥式电路的直流侧还分别并联有多个电解电容和均压电阻。
2.根据权利要求1所述的一种基于三电平电路拓扑结构的并联有源滤波电路，其特征在于：所述的三电平电压桥式电路采用二极管中点钳位型三电平电压桥式电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107070277A (zh) * 2017-04-20 2017-08-18 上海交通大学 有源中点箝位五电平变流器交流侧充电软启动电路及方法

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