CN213754310U - 一种变频器谐波抑制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变频器谐波抑制电路，属于整流电路技术领域。它包括移相电容、移相电抗器、第一组三相整流桥、第二组三相整流桥、第一滤波电容、第二滤波电容、升压接触器；所述第一组三相整流桥的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电容接入三相交流电源的相应相线；所述第二组三相整流桥的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电抗器接入三相交流电源的相应相线；所述第一组三相整流桥和第二组三相整流桥的直流输出端并联接入变频器直流母线。它具有滤波效果好，便于加装，体积小成本低等优点，并且提升了变频器低压穿越能力。

Description

一种变频器谐波抑制电路

技术领域

本实用新型涉及一种变频器谐波抑制电路，属于整流电路技术领域。

背景技术

变频器在节能方面快速发展的同时，也造成了功率因数下降、谐波污染严重的局面，这不但使得工频运行的电机温升损耗大增，还经常导致配变绝缘故障、压变熔丝异常熔断等供电事故，由于零序性谐波很容易导致中线过电流，而中线一般无过流保护，谐波引发的火灾也不在少数。不但使节能高效果大打折扣，还造成了大量工频运行的电机、变压器、互感器等寿命缩短、故障率提高等次生问题，如何科学有效低克服变频器谐波问题，一直是一个研究的重点。

现有技术对于变频器谐波抑制，方案较多，如三相PFC电路、多脉动整流、串联电感等，然而不足之处也很明显，三相PFC电路与有源同步整流类似，利用电力电子技术对谐波的抑制效果较好，但缺点是成本过高，很多低谐波的变频器价格比同类普及型产品高出一倍，这是用户难以接受的；多脉动整流只适用于大型高压变频器，且体积大笨重；串联电感是最常用的技术，但电感量加大则影响变频器出力，电感量小则滤波效果有限，一般为不影响出力，滤波电感的电抗率不超过10％，因此谐波含量只能降至70％左右，滤波效果比较一般。

因此，研发一种成本低、不影响变频器出力、体积小且便于加装的谐波滤波装置，对于变频器的推广应用意义重大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种变频器谐波抑制电路，它解决了目前变频器谐波抑制成本高、体积大、不便安装的问题。

本实用新型所要解决的技术问题采取以下技术方案来实现：

一种变频器谐波抑制电路，它包括移相电容、移相电抗器、第一组三相整流桥、第二组三相整流桥、第一滤波电容、第二滤波电容、升压接触器；

所述第一组三相整流桥的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电容接入三相交流电源的相应相线；

所述第二组三相整流桥的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电抗器接入三相交流电源的相应相线；

所述第一组三相整流桥和第二组三相整流桥的直流输出端并联接入变频器直流母线；

所述第一滤波电容与第二滤波电容串联后与变频器直流母线并联；

所述交流电源的零相通过升压接触器与第一滤波电容与第二滤波电容的串联中心点连接。

作为优选实例，所述移相电容、移相电抗器的电抗值相同，电抗电压约为交流电源电压的20-30％。

本实用新型的有益效果是：

(1)滤波效果好，利用两组三相整流桥，通过巧妙设置电抗器与电容器移相，使得两组整流桥的输入交流电流波形成一定角度错开，三相整流电路交流侧波形类似M型，两组波形错开，也就使大部分谐波特征波形错开抵消，从而只需要很小的电抗率的感容元件，就能实现较好的滤波效果，也保证了变频器的处理不会因为滤波电路受限；

(2)便于加装，只改动现有变频器的整流部分，对于核心逆变器部分不做任何改动，因此加装方便，可直接安装在既有变频器的直流母线上；

(3)体积小成本低，只需要电抗率很小的电容电感元件，就能起到很有效的谐波滤波效果，一般电抗率在5％以上就可以，因此电感与电容元件体积成本都很低；

(4)提升变频器低压穿越能力，变频器因交流电压波动造成的输出不稳或保护动作重新启动，对于重要生产机械影响巨大，而安装基于储能电池的低压穿越设备成本极为高昂，它通过将滤波电容一分为二，再引入零相，这样可使变频器在遭遇低电压时瞬时转为三相并联的倍压整流模式，以提升电压，使变频器躲过低电压，从而用极低的成本实现了低压穿越。

附图说明

图1为本实用新型的电路结构示意图。

图中：移相电容1，移相电抗器2，第一组三相整流桥3，第二组三相整流桥4，第一滤波电容5，第二滤波电容6，升压接触器7，变频器直流母线8。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例

如图1所示，一种变频器谐波抑制电路，它包括移相电容1、移相电抗器2、第一组三相整流桥3、第二组三相整流桥4、第一滤波电容5、第二滤波电容6、升压接触器7；

第一组三相整流桥3的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电容1接入三相交流电源的相应相线；

第二组三相整流桥4的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电抗器2接入三相交流电源的相应相线；

第一组三相整流桥3和第二组三相整流桥4的直流输出端并联接入变频器直流母线8；

第一滤波电容5与第二滤波电容6串联后与变频器直流母线8并联；

交流电源的零相(零相线N)通过升压接触器7与第一滤波电容5与第二滤波电容6的串联中心点连接。变频器直流母线8连接负载。

移相电容1、移相电抗器2的电抗值相同，电抗电压约为交流电源电压的20-30％。

三相整流桥(第一组三相整流桥3、第二组三相整流桥4)和升压接触器7为市售产品。其中，三相整流桥包括交流电源三个进线端和两个直流输出端，交流电源三个进线端分别与三相交流电(相线A、B、C)连接，直流输出端输出整流后的直流电。

工作原理：利用两组三相整流桥(第一组三相整流桥3、第二组三相整流桥4)，通过巧妙设置电抗器与电容器移相，使得两组整流桥的输入交流电流波形成一定角度错开，串联电抗器的整流桥三相电流滞后，串联电容器的整流桥三相电流超前，而一般三相整流电路交流侧波形类似M型，两组波形超前滞后错开，也就使大部分谐波特征波形错开抵消，从而只需要很小的电抗率的感容元件，就能实现较好的滤波效果，也保证了变频器的出力不会因为滤波电路受限。它只需要电抗率很小的电容电感元件，就能起到很有效的谐波滤波效果，一般电抗率在5％以上就可以，因此电感与电容元件体积成本都很低。

此外，它还能用极低的成本，提升变频器低压穿越能力。变频器因交流电压波动造成的输出不问或保护动作重新启动，对于重要生产机械影响巨大，而安装基于储能电池的低压穿越设备成本极为高昂，它通过将滤波电容一分为二，通过升压接触器7接入零相，一旦检测到低电压，升压接触器7动作，这样可使变频器在遭遇低电压时瞬时转为三相并联的倍压整流模式，直流母线电压由常规550V升至600V，这一电压的瞬时提升，可使变频器躲过大部分的瞬时低电压，从而用极低的成本实现了低压穿越能力大大幅提升。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种变频器谐波抑制电路，其特征在于，它包括移相电容(1)、移相电抗器(2)、第一组三相整流桥(3)、第二组三相整流桥(4)、第一滤波电容(5)、第二滤波电容(6)、升压接触器(7)；

所述第一组三相整流桥(3)的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电容(1)接入三相交流电源的相应相线；

所述第二组三相整流桥(4)的交流电源三个进线端分别通过三个相同的移相电抗器(2)接入三相交流电源的相应相线；

所述第一组三相整流桥(3)和第二组三相整流桥(4)的直流输出端并联接入变频器直流母线(8)；

所述第一滤波电容(5)与第二滤波电容(6)串联后与变频器直流母线(8)并联；

所述交流电源的零相通过升压接触器(7)与第一滤波电容(5)与第二滤波电容(6)的串联中心点连接。

2.根据权利要求1所述一种变频器谐波抑制电路，其特征在于，所述移相电容(1)、移相电抗器(2)的电抗值相同，电抗电压为交流电源电压的20-30％。

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