[发明专利]输入滤波器及其设置方法、包括该输入滤波器的变频器

说明书

技术领域

本公开一般地涉及电力电子技术，更具体地，涉及一种交流输入侧的输入滤波器及其设置方法以及包括这种输入滤波器的变频器。

背景技术

在交流(AC)输入线路中，通常插入有输入滤波器，以便滤除噪声，例如电磁干扰噪声(EMI)等。输入滤波器可以包括电容器和电感器等滤波元件，例如针对共模噪声的共模滤波电感器。在输入滤波器所应用于的系统如变频器的载波频率与输入滤波器的自谐振频率接近或甚至相等时，可发生低频谐振引起共模电流增大使得共模滤波电感器饱和，导致输入滤波器无法有效地抑制传导EMI的负面现象。

常规技术中通常采用使系统的载波频率避开输入滤波器谐振频率的方案或者增大共模滤波电感器的磁环尺寸从而使其饱和电流增大的方案。

但是，由于工艺的原因，共模滤波电感器的电感值会随系统工作状态变化而变化，并且电容精度低，导致输入滤波器的自谐振频率范围特别广。如果采用回避谐振点的方案，则要求避开的谐振点很多，使得系统可用的载波频率很少。

另外，增大共模滤波电感器的磁环尺寸相应会增加很多成本。

发明内容

有鉴于此，本公开的目的至少部分地在于提供一种交流输入侧的输入滤波器及其设置方法以及包括这种输入滤波器的变频器。

根据本公开的一个方面，提供了一种输入滤波器，包括：连接在交流输入与整流级之间的多相交流线路；连接在各相交流线路中的共模滤波电感器；针对差模、共模的滤波电容器，各针对差模、共模的滤波电容器的一端分别在共模滤波电感器下游侧连接至相应相的交流线路；共模滤波电容器，各针对差模、共模的滤波电容器的另一端共同连接到该共模滤波电容器的一端，该共模滤波电容器的另一端接地；以及与共模滤波电容器并联连接的电阻器。

该电阻器可以用作针对共模电流的阻尼，从而可以抑制共模电流。于是，即使发生谐振，共模电流也受到限制，可以抑制共模滤波电感器的饱和。因此，系统的负载频率无需刻意回避输入滤波器的谐振频率，而且也无需增大共模滤波电感器的磁环的尺寸。

根据本公开的实施例，输入滤波器可以用于变频器。如上所述，因为无需回避谐振点，所以输入滤波器的谐振频率可以与变频器的工作载波频率至少部分地交迭。

根据本公开的实施例，输入滤波器还可以包括：差模滤波电容器，各差模滤波电容器的一端分别在共模滤波电感器上游侧连接至相应相的交流线路，且各差模滤波电容器的另一端连接在一起。

根据本公开的实施例，共模滤波电感器的电感值可以为0.7-2mH。也就是说，共模滤波电感器可以保持与常规技术中大致相同的量级，而无需特意增大。

根据本公开的实施例，可以根据下式确定电阻器的电阻值R_Y的范围：

其中，V_CM2由下式给出：

其中，B_sat表示共模滤波电感器的磁环的饱和磁通密度，l_e表示共模滤波电感器的磁环的平均有效磁路长度，μ表示共模滤波电感器的磁环的磁导率，n表示共模滤波电感器的匝数，R_eq表示连接到输入滤波器的共模等效电阻，L_CM表示共模滤波电感器的电感，C_ACX2表示针对差模、共模的滤波电容器的电容，C_ACY表示共模滤波电容器的电容，V_dc表示整流级之后的直流母线电压，C_P表示交流输出缆线对地等效共模电容与负载等效共模电容的并联等效，ω₀表示输入滤波器的谐振角频率，符号“//”表示并联。

根据本公开的实施例，电阻器可以包括金属氧化膜电阻器。

根据本公开的另一方面，提供了一种变频器，包括如上所述的输入滤波器。