[實用新型]一種用于矩陣式變換器的輸入濾波器

無效

• 申請號: 200820156769.2
• 申請日: 2008-12-09
• 公開（公告）號: CN201345610Y
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 繆學進
• 申請（專利權）人: 三墾力達電氣(江陰)有限公司
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 繆利明

技術領域

本實用新型涉及電學領域，具體是一種用于矩陣式變換器的輸入濾波器。

背景技術

在矩陣式變換器中，不管是雙級結構矩陣式變換器(圖1)還是傳統結構矩陣式變換器(圖2)，它們的開關陣列的輸入電流在未濾波的情況下均為經過PWM調制的脈沖波形，為減少對電網帶來的諧波污染，它必須經過輸入濾波器才能連接到三相交流電網上。圖3為現有矩陣式變換器輸入濾波器，其包括三組并聯的電阻器電感器(或三組電感器)，這三組電阻器電感器(或三組電感器)的一端分別與三相交流電網的三個相線連接，另一端連接開關陣列輸入端；以及三個一端共連接，另一端分別與開關陣列的輸入端連接的電容器。

這種輸入濾波器會帶來以下問題：

1、電感器上的電壓降會引起矩陣式變換器整體電壓利用率的下降。在小電感或小電流情況下，表現不明顯，在大電感或大電流時，電感器上的電壓降將不可忽略。

2、電容器產生容性無功功率，引起的超前電流會導致輸入側功率因數下降。在低功率等級的矩陣式變換器中表現不明顯，因為電容引起的無功電流較小，隨著功率等級的提高，為了到達一定的濾波要求，電容的容量隨著增大，電容器引起的無功電流也越來越大，在負載較輕時，它將占輸入電流的主要成分，這時輸入側功率因數非常低。當然，在控制策略上可以采取補償措施，使輸入功率因數校正到或接近1.0，但這樣做的代價是使矩陣式變換器整體電壓利用率進一步降低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述傳統輸入濾波器中存在的缺陷，從而提供一種可提高矩陣式變換器電壓利用率的輸入濾波器和矩陣式變換器。

本實用新型的用于矩陣式變換器的輸入濾波器，連接于三相交流電網和矩陣式變換器開關陣列之間，包括：變壓器，包括三個輸入端、三個輸出端，所述變壓器的三個輸入端連接三相交流電網的三條相線，三個輸出端連接所述開關陣列的三個輸入端；三個濾波電容器，分別連接在所述變壓器的輸出端與所述開關陣列相連的三條母線的之間；三個電阻器，分別與所述變壓器并聯。

本實用新型的矩陣式變換器，包括一與三相交流電網連接的輸入濾波器，以及與輸入濾波器連接的開關陣列，所述輸入濾波器包括：變壓器，包括三個輸入端、三個輸出端，所述變壓器的三個輸入端連接三相交流電網的三條相線，三個輸出端連接所述開關陣列的三個輸入端；三個濾波電容器，分別連接在所述變壓器的輸出端與所述開關陣列相連的三條母線的之間；三個電阻器，分別與所述變壓器并聯。

本實用新型的用于矩陣式變換器的輸入濾波器以及矩陣式變換器在具有濾波效果與傳統LC輸入濾波器濾波效果相同的同時，還提高了矩陣式變換器的電壓利用率。

附圖說明

圖1是雙級結構矩陣式變換器拓撲結構圖。

圖2是傳統結構矩陣式變換器拓撲結構圖。

圖3是現有矩陣式變換器輸入濾波器原理圖。

圖4是本實用新型的用于矩陣式變換器的輸入濾波器原理圖。

具體實施方式

參看圖4所示，本實用新型的一種用于矩陣式變換器的輸入濾波器，連接于三相交流電網和矩陣式變換器開關陣列之間，用于對矩陣式變換器開關的開關陣列輸入側的電流進行濾波，該輸入濾波器包括：變壓器T，包括三個輸入端、三個輸出端，所述變壓器T的三個輸入端連接三相交流電網的三條相線，三個輸出端連接所述開關陣列的三個輸入端；三個濾波電容器C1、C2、C3，分別連接在所述變壓器T的輸出端與所述開關陣列相連的三條母線的之間；三個電阻器R1、R2、R3，分別與所述變壓器T并聯。

參看圖1或圖2所示，本實用新型還提供了一種矩陣式變換器，包括一與三相交流電網連接的輸入濾波器，以及與輸入濾波器連接的開關陣列，參看圖4，所述輸入濾波器包括：變壓器T，包括三個輸入端、三個輸出端，所述變壓器T的三個輸入端連接三相交流電網的三條相線，三個輸出端連接所述開關陣列的三個輸入端；三個濾波電容器C1、C2、C3，分別連接在所述變壓器T的輸出端與所述開關陣列相連的三條母線的之間；三個電阻器R1、R2、R3，分別與所述變壓器T并聯。

開關陣列輸入側的電流在未濾波的情況下含有大量高次諧波的經過PWM調制的脈沖電流，通過本輸入濾波器濾波后，開關陣列輸入側電流中的高次諧波成分由濾波電容器C1、C2、C3吸收，基波和少量諧波通過變壓器T進入電網，此時進入電網的電流諧波含量已經很低了，降低了對電網的諧波污染。