[实用新型]一种变频器专用多级式输入无源滤波器

说明书

技术领域

本实用新型应用于电气传动、电力电子技术、工业控制，尤其是一种变频器专用多级式输入无源滤波器。

背景技术

电力谐波是现代化工业设备发展而带来的附加问题，随着工业现代化程度不断提高，谐波问题也日益严重。其主要原因是现代化工业用电方式发生了巨大变化，传统工业的最主要直接电力负荷为电动机和电阻加热设备，这些设备属于线性设备，无电流谐波产生；而现代化工业的电力负荷以变流器为主，主要包括变频器、中频加热设备、直流电机调速设备等，这些设备是非线性的，工作时都会产生严重谐波。

实际工况下大部分配电系统设备如变压器、开关柜、继电保护器等都是按照线性负荷设计的，当实际负荷为非线性负荷时，会对配电系统设备造成严重的危害，轻则导致设备发热或不稳定，严重时造成设备的损毁。

解决此类问题最好的办法就是在非线性设备的电源输入端安装滤波器，将非线性负荷转变为线性符合，本实用新型就是以此为出发点，针对通用型变频器设计输入侧滤波器，使谐波问题迎刃而解。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种变频器专用多级式输入无源滤波器，可实现对变频器输入侧电流谐波的抑制并具有较好的功率因数。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种变频器专用多级式输入无源滤波器，其特征在于：包括3个主电感L1-L3、6个支路电感L4-L9以及6个电容C1-C6，滤波器主电感L1、L2、L3独立绕指在一组三相铁芯上作为三相主电感；支路电感L4、L5、L6独立绕指在一组三相铁芯上为二级三相支路电感，电容C1、C2、C3通过三角形联结组成的二级三相电容；支路电感L7、L8、L9独立绕指在一组三相铁芯上作为三级三相支路电感，电容C4、C5、C6通过三角形联结组成的三级三相电容；

所述三相主电感、二级三相支路电感以及三级三相支路电感依次串联，在二级三相支路电感与三级三相支路电感之间的电路上并联有二级三相电容，构成第二级滤波支路；在三级三相支路电感的另一端并联有三级三相电容构成第三级滤波支路。

而且，所述电感器L1-L9之间均为独立绕组，无磁通耦合，不存在互感相互作用。

而且，所述第二级滤波回路的L值为三相主电感和二级三相支路电感L1-L6的等效值，对5、7、11次谐波有定项消除作用。

而且，所述第三级滤波回路的L值为L1-L9的等效值，对5、7、11次谐波有定项消除作用。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型通过优化无缘滤波器主电路，设计了一种变频器专用多级式输入无源滤波器；三级电感分别绕制在三个独立的三相铁芯上，可以消除互感的影响，C1-C6电容器就近安装在电感器周边，达到最优谐振效果。

2、本实用新型设计的装置可安装于通用变频器前端对电网侧THID、Cosφ有较大改善作用，可实现额定负载情况下THID≤6.5％，Cosφ≥99.5％。

3、本滤波装置为无源型滤波器，电路拓扑形式简单，可靠，较一般无源多阶滤波器对滤波支路进行了优化，只需3级即可对5-17次谐波有良好的滤波效果，且不会发出无功功率；较有缘滤波装置，该滤波装置电路构成简单可靠，造价低、故障率低、便于维护。

附图说明

图1为安装多级式输入滤波装置前后变频器网侧电流谐波含量对比；

图2为本实用新型的主电路拓扑图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种变频器专用多级式输入无源滤波器，参见附图2所示为本实施例的主电路拓扑结构，包括3个主电感L1-L3、6个支路电感L4-L9以及6个电容C1-C6，构成谐振电路，

滤波器主电感L1、L2、L3独立绕指在一组三相铁芯上作为三相主电感，三相主电感对变频器产生的谐波影响有整体抑制作用，同时消除与其它绕组的互感影响；

支路电感L4、L5、L6独立绕指在一组三相铁芯上为二级三相支路电感，电容C1、C2、C3通过△联结(三角形联结)组成的二级三相电容；

支路电感L7、L8、L9独立绕指在一组三相铁芯上作为三级三相支路电感，电容C4、C5、C6通过△联结(三角形联结)组成的三级三相电容；

各个电感器之间为独立绕组，无磁通耦合，不存在互感相互作用。