CN209805665U - 用于pwm逆变器输出端的无源滤波器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，涉及电力电子应用技术领域。包括第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、三个第一电阻、三个第一电容和三个第二电容；其中第一电感、第二电感、第三电感和第四电感同相绕制在同一个环形铁心上，形成共模变压器；为了解决普通绕线方式下共模变压器各个绕组之间的耦合系数不平衡的问题，共模变压器的四个电感的绕组各自均分成相互串联的两部分，并在环形铁心上对称绕制。本实用新型的有益效果是：对PWM逆变器输出的差模干扰电压和共模干扰电压具有很好的滤波效果，从而消除PWM逆变器输出的差模干扰电压和共模干扰电压对电机的危害，并改善电网的电能质量。
Description
技术领域
本专利涉及一种无源滤波器，尤其是用于PWM逆变器输出端的无源 滤波器。
背景技术
目前，PWM逆变器在变频调速装置中应用十分广泛，但是在用逆变 器去驱动交流电机时，造成了许多问题。例如，在使用PWM控制方式的 逆变器直接驱动电机时，由于逆变器的开关频率较高，导致开关管的开关 速度非常快，在开关管快速开断的时候，PWM逆变器的输出电压也变成 了快速的脉冲电压，PWM逆变器的输出电压具有高频电压变化率dv/dt。由于高频dv/dt的存在，导致对负载端电机的绝缘有着更高的要求才能避 免对电机造成危害。其次，由于PWM调制技术本身的性质导致逆变器输 出的三相电压并不能完全平衡，这就意味着采取PWM控制方式的逆变器 在负载端会产生一个高频电压分量，而这个高频电压分量就是逆变器的共 模电压，它会对负载及电网造成危害。高频的共模分量还会使电机产生轴 承电流。由于共模电压分量过高，脉动的dv/dt会在电机的转子轴承和定 子机壳(参考地)之间形成轴电压，而电机轴和轴承之间是通过具有润滑 作用的油膜绝缘隔离的，当dv/dt过高导致油膜被击穿时，就产生了轴电 流，虽然产生的轴电流很小，但是在电机长期运行时，由于电化学腐蚀现 象的存在，电机轴的损耗速度会加快，如果不能及时发现并维护，很可能 造成电机轴承的报废，影响电机使用寿命甚至损坏电机。
发明内容
针对上述技术缺陷，本专利提供一种用于PWM逆变器输出端的无源 滤波器，对PWM逆变器输出的差模干扰电压和共模干扰电压具有很好的 滤波效果，从而消除PWM逆变器输出的差模干扰电压和共模干扰电压对 负载电机的危害，并改善电网的电能质量。
本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：
用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，它包括第一电感L1、第二电 感L2、第三电感L3、第四电感L4、三个第一电阻R1、三个第一电容C1 和三个第二电容C2；其中，三个第一电阻R1的一端分别与逆变器1的输 出端相连，三个第一电阻R1的另一端分别与三个第一电容C1的一端相 连，并分别与第二电感L2的一端、第三电感L3的一端、第四电感L4的 一端相连；三个第一电容C1的另一端相连，并与第一电感L1的一端相连， 第一电感L1的另一端与逆变器1的输入端的平波电容C3和C4的公共端 O相连；第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端、第四电感L4的 另一端分别与三相负载阻抗Lm、Rm相连；三个第二电容C2的一端相连， 并与第一电感L1的另一端相连，三个第二电容C2的另一端分别与第二电 感L2的另一端、第三电感L3的另一端、第四电感L4的另一端相连；第 一电感L1、第二电感L2、第三电感L3和第四电感L4同相绕制在同一个 环形铁心T上，形成共模变压器2。
本专利的有益效果在于：对PWM逆变器输出的差模干扰电压和共模 干扰电压具有很好的滤波效果，从而消除PWM逆变器输出的差模干扰电 压和共模干扰电压对电机的危害，并改善电网的电能质量。本专利设计合 理，工作可靠，具有较大的工程应用价值。
以下结合附图以实施例作具体说明。
附图说明
为了更清楚地说明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简 单介绍。显而易见，下面描述的附图仅仅是本专利的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些附图获得其他的附图。
图1是本专利的用于PWM逆变器输出端的电阻电容电感电容 (RCLC)无源滤波器的电路拓扑图。
图2是图1的用于PWM逆变器输出端的无源滤波器的电容电感电容 (CLC)的电路拓扑图。
图3是图1的用于PWM逆变器输出端的无源滤波器的电容电感电容 电阻(CRLC)的电路拓扑图。
图4是图1的用于PWM逆变器输出端的无源滤波器的电容电感电容 电阻(CLCR)的电路拓扑图。
图5是图1、2、3和4的共模变压器的铁心和绕线方式的三维立体图。
图中，1-PWM逆变器；2-共模变压器；L1-共模变压器2的第一 电感；L2-共模变压器2的第二电感；L3-共模变压器2的第三电感； L4-共模变压器2的第四电感；R1-三个第一电阻；C1-三个第一电容； C2-三个第二电容；C3、C4-PWM逆变器1的直流电压输入端电容；Udc-PWM逆变器1的直流输入电压；Lm、Rm-负载电机的三相阻抗；O-电容C3、C4的公共端；n-负载电机的三相绕组的中点；T-共模变 压器2的环形铁心；N11、N12-第一电感L1的绕组；N21、N22-第二 电感L2的绕组；N31、N32-第三电感L3的绕组；N41、N42-第四电感 L4的绕组。
具体实施方式
下面结合本专利实施例中的附图，对本专利实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利的一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于本专利的核心思想和实施例，本领域的普通技 术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的其他实施例，都属于本 专利的保护范围。
为了全面地了解本专利，在下面的详细描述中提到了许多具体细节， 但本领域的技术人员应该理解，本专利可以无需这些具体细节而实现。
实施例一：
参照附图1，用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，其特征在于： 它包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4、三个第 一电阻R1、三个第一电容C1和三个第二电容C2；其中，三个第一电阻 R1的一端分别与逆变器1的输出端相连，三个第一电阻R1的另一端分别 与三个第一电容C1的一端相连，并分别与第二电感L2的一端、第三电感 L3的一端、第四电感L4的一端相连；三个第一电容C1的另一端相连， 并与第一电感L1的一端相连，第一电感L1的另一端与逆变器1的输入端 的平波电容C3和C4的公共端O相连；第二电感L2的另一端、第三电感 L3的另一端、第四电感L4的另一端分别与三相负载阻抗Lm、Rm相连；三个第二电容C2的一端相连，并与第一电感L1的另一端相连，三个第二 电容C2的另一端分别与第二电感L2的另一端、第三电感L3的另一端、 第四电感L4的另一端相连；第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3和 第四电感L4同相绕制在同一个环形铁心T上，形成共模变压器2。
实施例二：
参照附图2，用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，其特征在于： 去掉实施例1中的三个第一电阻R1。
实施例三：
参照附图3，用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，其特征在于： 将实施例1中的三个第一电阻R1分别与三个第一电容C1串联。
实施例四：
参照附图4，用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，其特征在于： 将实施例1中的三个第一电阻R1分别与三个第二电容C2串联。
实施例五：
参照附图5，用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，其特征在于： 实施例1、2、3中的共模变压器2的铁心采用“C”形铁心，共模变压器 2的第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感L4的绕组各自 均分成相互串联的两部分，并在“C”形铁心T上对称绕制。
以上所述实施例只是本专利的较佳实施例，并非用于限定本专利的保 护范围。本说明书中应用了以上实施例对本专利的实施方式进行了闸述， 以上实施例只是被用于帮助理解本专利的方法及核心思想；同时，对于本 领域的一般技术人员，依据本专利的思想，在具体实施方式及应用范围上 均会有所改变。因此，本说明书的内容不应被理解为对本专利的限制，凡 是在本专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包 含在本专利的保护范围之内。
Claims (2)
1.用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，其特征在于：它包括第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)、三个第一电阻(R1)、三个第一电容(C1)和三个第二电容(C2)；其中，第二电感(L2)的一端、第三电感(L3)的一端、第四电感(L4)的一端分别与逆变器(1)的三个输出端相连；第二电感(L2)的另一端、第三电感(L3)的另一端、第四电感(L4)的另一端分别与三相负载阻抗(Lm、Rm)的一端相连，三相负载阻抗(Lm、Rm)的另一端相连，三相负载阻抗(Lm、Rm)的另一端的相连点为n；三个第一电容(C1)的一端分别与逆变器(1)的三个输出端相连，三个第一电容(C1)的另一端分别与三个第一电阻(R1)的一端相连；三个第一电阻(R1)的另一端相连后，与第一电感(L1)的一端相连，第一电感(L1)的另一端与逆变器(1)的输入端的平波电容(C3)和(C4)的公共端(O)相连；三个第二电容(C2)的一端相连，并与第一电感(L1)的另一端相连，三个第二电容(C2)的另一端分别与第二电感(L2)的另一端、第三电感(L3)的另一端、第四电感(L4)的另一端相连；第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)和第四电感(L4)同相绕制在同一个环形铁心(T)上，形成共模变压器(2) 。
2.根据权利要求1所述的用于PWM逆变器输出端的无源滤波器，其特征在于：其共模变压器(2)的第一电感(L1)、第二电感(L2)、第三电感(L3)、第四电感(L4)的绕组各自均分成相互串联的两部分，并在环形铁心(T)上对称绕制。
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| CN201822279781.9U CN209805665U (zh) | 2018-12-28 | 2018-12-28 | 用于pwm逆变器输出端的无源滤波器 |
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