[发明专利]一种并联型有源电力滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种并联型有源电力滤波器，属电力谐波抑制技术领域，特别适用于中 频电网系统，也适用于工频电网系统。

背景技术

随着电力电子技术的发展，电子设备的应用越来越广泛，谐波、无功、不平衡等分 量对交流电网产生了很大的影响，严重影响了供电品质，降低了发电设备、用电设备的 工作性能和使用寿命。因此，治理电网谐波污染和提高供电质量成为迫切需要解决的问 题。有源电力滤波器作为谐波治理的有效手段之一，从而得到广泛的研究。目前，应用 比较成熟的有源电力滤波器技术主要以并联型结构为主，其拓扑结构如附图1所示，通 常为了抑制不控整流电路带来较大的di/dt，在不控整流电路的交流侧添加三相滤波电 感(40)，流过该电感的电流包含基波电流和谐波电流，电感损耗较大。另外，有源电 力滤波器主电路中补偿侧三相电感(50)的电感值选取要综合电流纹波和电流跟踪能力 进行考虑。电感值变小，电流纹波变大、跟踪负载变化能力增强。反之，电流纹波变小、 跟踪能力减弱。所以，在一定输出电流纹波大小的基础上，减小补偿侧三相电感、提高 电流跟踪能力对改善有源电力滤波器性能有重要意义。

发明内容

发明目的：

本发明目的在于提出一种并联型有源电力滤波器，有效降低补偿侧三相电感的大小 和提高滤波器电流跟踪能力，同时改善了并联型有源电力滤波器的补偿性能。

技术方案：

本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：

本发明的并联型有源电力滤波器，包括三相滤波电感、三相六开关逆变器以及三相 整流滤波电路；外部电网三相电压输入至三相滤波电感的输入端，三相滤波电感的输出 端分别与三相六开关逆变器、三相整流滤波电路连接。

本发明的并联型有源电力滤波器的三相六开关逆变器由补偿侧三相电感、三相桥逆 变器和电容组成，其中补偿侧三相电感的输入端与三相滤波电感的输出端连接，补偿侧 三相电感的输出端与三相桥逆变器的输入端连接，三相桥逆变器的两条母线分别与电容 的两端连接。

有益效果：

本发明在交流输入端接入三相滤波电感，三相滤波电感另一端分别与逆变器交流侧 三相电感相连并同时连于负载电路，能够降低补偿侧三相电感的大小和提高滤波器电流 跟踪能力，并且能够更好的治理电网谐波污染和改善供电质量。

附图说明

图1为常规并联型有源电流滤波器原理图；

图2为常规并联有源滤波器的等效电路；

图3为补偿侧电感拆分后的常规并联有源滤波器的等效电路；

图4为仅改变补偿支路其他电路等效的并联有源滤波器的等效电路；

图5为本发明的并联有源滤波器的等效电路；

图6为本发明的并联型有源电流滤波器原理图；

图7为常规并联有源电流滤波器的负载电流仿真波形；

图8为常规并联型有源电流滤波器的网侧电流仿真波形；

图9为本发明的并联型有源电流滤波器的网侧电流仿真波形；

图10为本发明应用于一个400Hz电网的A相电网电压、电网电流和补偿电流波形。

图中符号名称：

10-输入滤波电感；

20-三相六开关逆变器；

30-本发明的并联型有源电力滤波器支路；

21-补偿侧三相电感；

22-三相桥逆变器；

23-电容；

U_S-电网电压；

u_sa、u_sb、u_sc-电网ABC三相电压；

I_S-网侧电流；

I_sa-A相电网输出电流；

I_L-负载电流；

I_C、-补偿电流；

I_ca-A相补偿电流；

Q₁至Q₆-分别为第一功率开关管至第六功率开关管；

D₁至D₆-分别为第一二极管至第六二极管；