[發明專利]一種三相復合無源諧波濾波裝置

在審

• 申請號: 201410084122.3
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104901310A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: 湯仕平;陳冰;李建軒;徐波;萬海軍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍電磁兼容研究檢測中心;常州市多極電磁環境技術有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及一種抑制電網諧波的復合無源諧波抑制裝置，尤其是對5次，7次諧波有顯著的抑制效果，對7次以上的低頻諧波干擾有明顯的改善的三相復合無源諧波濾波裝置。

背景技術

用電設備產生的電磁干擾通過電源線或地線等傳導到其它共網設備的輸入端，影響其它設備的正常工作，傳導干擾的抑制對于保障共網各設備間的兼容工作具有重要意義。

傳導干擾主要包括低頻諧波干擾和射頻干擾，隨著電力電子技術的發展，脈沖體制和非線性開關等負載產生的5次、7次諧波干擾更普遍，抑制更難。目前低頻諧波干擾抑制技術，主要采用在工作回路中串聯大參數的電感或并聯有源濾波器來解決。針對在工作回路中串聯電感技術，電感參數越大效果越明顯，但體積、重量及功率損耗也隨之增加，尤其對大功率負載，該問題更突出，電感體積重量會非常大，適裝性差。針對有源濾波技術，可以較好的抑制低頻諧波干擾，但是會導致高頻干擾增大，并且對脈沖負載，響應時間無法滿足要求。

在國內有關低頻諧波抑制產品中，有許多類型的措施能夠濾除低頻諧波干擾，但是該類產品均由于相應的不足，無法較好的解決低頻諧波干擾，其原因在于：一串聯和并聯電感采用分立式結構、體積重量較大，隨著電流增大體積重量會顯著增加，同時也增加了安裝、電路的復雜性和電磁場泄露的不確定性；二有源濾波器自身為一個干擾源，對低頻諧波固定的負載，效果較明顯，但是對負載特性變化較快設備，響應時間無法滿足要求，同時有源濾波器會抬高高頻干擾，降低設備的可靠性。為實現低頻諧波干擾的抑制，需在借鑒低頻諧波抑制各方法優點的基礎上，創新進行低頻諧波抑制裝置的設計。

發明內容

本發明的目的在于針對現有無源濾波裝置體積、重量大和有源濾波裝置響應時間和抬高高頻段干擾的不足而提供一種三相復合無源諧波抑制裝置，即該裝置創新將LC諧振電路和串并聯電感共軛技術相結合，不但對5次，7次諧波有顯著的抑制效果，對7次以上的低頻諧波干擾有明顯的改善，同時體積和重量較小。

為了達到上述發明目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種三相復合無源諧波抑制裝置，包括：

串聯在電網端與負載之間三相主回路中的第一、二、三串聯共軛電感，其中第一、二、三串聯共軛電感隔離電網對三相復合無源諧波抑制裝置的影響；

由第一、二、三并聯共軛電感分別與第一、二、三電容串聯所形成第一、二、三LC諧振電路，其中第一、二、三LC諧振電路中的第一、二、三電容的未與第一、二、三并聯共軛電感連接的一端并接在一起，第一、二、三并聯共軛電感未與第一、二、三電容連接的一端分別連接在負載的三相上，非線性負載產生的5次諧波干擾經第一、二、三LC諧振電路流回負載，不流回電網中，不會對電網造成影響；

由第四、五、六并聯共軛電感分別與第四、五、六電容串聯所形成第四、五、六LC諧振電路，其中第四、五、六LC諧振電路中的第四、五、六電容的未與第四、五、六并聯共軛電感連接的一端并接在一起，第四、五、六并聯共軛電感未與第四、五、六電容連接的一端分別連接在負載的三相上，非線性負載產生的7次諧波干擾經第四、五、六LC諧振電路流回負載，不會對電網造成影響。

在本發明的一個優選實施例中，所述第一、二、三串聯共軛電感和第一、二、三、四、五、六并聯共軛電感共同繞制在一個共軛磁芯上。

在本發明的一個優選實施例中，所述共軛磁芯上設置有電感的4個軛和9個芯柱，其中電感的4個軛分成第一、二、三、四軛依次由上而下排列在共軛磁芯上，用于繞制第一、二、三串聯共軛電感線圈的三個芯柱位于第一、二軛之間，用于繞制第一、二、三并聯共軛電感線圈的三個芯柱位于第二、三軛之間，用于繞制第四、五、六并聯共軛電感線圈的三個芯柱位于第三、四軛之間。

在本發明的一個優選實施例中，第一、二、三串聯共軛電感均為差模電感，第一、二、三、四、五、六并聯共軛電感均為共模電感。

在本發明的一個優選實施例中，第一、二、三串聯共軛電感的電感量為0.3-2.0mH；第一、二、三并聯共軛電感的電感量均為0.5-4.0mH，第一、二、三電容的電容值均為70-600μF；第四、五、六并聯共軛電感的電感量均為0.8-4.0mH，第四、五、六并聯共軛電感的電感量均為40-200μF。