本实用新型专利技术涉及一种新型三相PWM变流器输出DUDT滤波器，滤波器的连接端包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端、第二输出端、第三输出端、第一公共端、第二公共端、第三公共端；二极管包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管；电感包括第一电感、第二电感、第三电感；电容包括第一电容、第二电容、第三电容；电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻。本实用新型专利技术中二极管电路结合电感 L 与 RC 支路形成二阶低通滤波器，可以将 LRC 二阶低通滤波器中电阻上的损耗部分转移到二极管，其优点是既能确保 DUDT 电压尖峰不超过保护值，又能使发热元器件分散，有利于结构设计。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种滤波器，特别涉及一种新型三相PWM变流器输出DUDT滤波器。
技术介绍
PWM(Pulse-widthmodulation)，脉冲宽度调制，是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形（含形状和幅值）。PWM变流器是应用非常广泛的电力电子和控制设备，原理简单，效率很高，可用于交直流电压转换、电机调速、新能源发电、有源滤波、无功补偿、中压变频等多种场合。DUDT，即du/dt，电压对时间的微分，用于描述脉冲脉冲电压在跳变处的斜率，电气工程中约定俗称地写作DUDT、du/dt或DVDT。在某些应用场中，PWM变流器与负载的安装位置距离较远，需要通过较长的电缆来连接。一般连接电缆大于15米即可称为长线电缆，而在风力发电应用中电缆通常达到100米以上。由于长线电缆存在较大的分布电感和分布电容，在电机侧会产生行波反射电压，体现在PWM变流器的输出脉冲上，就是很高的DUDT和尖峰电压。该尖峰电压会导致电机端电压峰值增加，从而使电机绕组绝缘加速老化甚至绝缘击穿；同时PWM变流器输出的高共模电压会增大电机涡流损耗，从而影响电机寿命。此外，高DUDT会增大PWM变流器的电磁干扰，影响控制系统的安全运行，甚至危及整个设备系统的安全。目前市面上有一些DUDT滤波器，可以在一定程度上抑制PWM变流器的高尖峰电压。然而，根据传输线理论，当DUDT滤波器的阻抗与传输电缆阻抗匹配时才能实现良好滤波。由于当前技术水平和施工条件的限制，电缆的铺设较为随意，致使电缆的分布电容和分布电感与理论计算值的误差比较大，导致前期选择的DUDT滤波器阻抗无法与电缆阻抗匹配，从而极大地降低了DUDT滤波器的滤波效果。
技术实现思路
因为PWM变流器输出的脉冲波形经过几十至几百米的长线电缆后，脉冲开通和关断瞬间会产生很高的DUDT，电压峰值可达到直流电压的2~4倍。采用阻抗与长线电缆完全匹配的LCR滤波器，可以降低脉冲DUDT，并完全抑制脉冲开通和关断瞬间的电压峰值。但实际应用中电缆寄生阻抗与设计值一般存在差异，阻抗固定的LCR滤波器的滤波效果不佳。本技术的目的是克服上述缺陷，提供一种改进的三PWM变流器输出DUDT滤波器，可以适应电缆阻抗的变化，并产生更优的滤波效果。本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种新型三相PWM变流器输出DUDT滤波器，所述滤波器的连接端包括第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端（Win）、第一输出端（Uout）、第二输出端（Vout）、第三输出端（Wout）、第一公共端（DCP）、第二公共端（DCN）、第三公共端（N）；二极管包括第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第五二极管（D5）、第六二极管（D6）；电感包括第一电感（L1）、第二电感（L2）、第三电感（L3）；电容包括第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）；电阻包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）；所述第一电感（L1）一端与第一输入端（Uin）相连，另一端与第一输出端（Uout）相连；所述第二电感（L2）一端与第二输入端（Vin）相连，另一端与第二输出端（Vout）相连；所述第三电感（L3）一端与第三输入端（Win）相连，另一端与第三输出端（Wout）相连；所述第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）的正极分别与第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端（Win）相连，负极均与第一公共端（DCP）相连；所述第四二极管（D4）、第五二极管（D5）、第六二极管（D6）的负极分别与第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端（Win）相连，正极均与第二公共端（DCN）相连；所述第一电阻（R1）和第一电容（C1）串联组成RC支路，再并联于第一输出端（Uout）和第三公共端（N）之间；所述第二电阻（R2）和第二电容（C2）串联组成RC支路，再并联于第二输出端（Vout）和第三公共端（N）之间；所述第三电阻（R3）和第三电容（C3）串联组成RC支路，再并联于第三输出端（Wout）和第三公共端（N）之间。进一步的，第一电容（C1）与第一电阻（R1）的位置可以互换；第二电容（C2）与第二电阻（R2）的位置可以互换；第三电容（C3）与第三电阻（R3）的位置可以互换。进一步的，所述第三公共端（N）可以连接到PWM变流器的直流侧中点，也可以连接到三相交流电的中线，也可以连接到外壳或大地，也可以不连接。进一步的，在PWM变流器的第一公共端（DCP）和第二公共端（DCN）难以引出的情况下，第一公共端（DCP）和第二公共端（DCN）可以不连接。进一步的，还包括第四电容（C4）、第五电容（C5）、第六电容（C6）、第一开关（S1）、第二开关（S2）、第三开关（S3）；所述第一开关（S1）和第四电容（C4）串联组成辅助电容支路，再并联于再并联于第一输出端（Uout）和第三公共端（N）之间；所述第二开关（S2）和第五电容（C5）串联组成辅助电容支路，再并联于第二输出端（Vout）和第三公共端（N）之间；所述第三开关（S3）和第六电容（C6）串联组成辅助电容支路，再并联于第三输出端（Wout）和第三公共端（N）之间。进一步的，第一开关（S1）与第四电容（C4）的位置可以互换；第二开关（S2）与第四电容（C5）的位置可以互换；第三开关（S3）与第四电容（C6）的位置可以互换。进一步的，并联于第一输出端（Uout）和第三公共端（N）之间的RC支路和辅助电容支路的位置可以互换；并联于第二输出端（Vout）和第三公共端（N）之间的RC支路和辅助电容支路的位置可以互换；并联于第三输出端（Wout）和第三公共端（N）之间的RC支路和辅助电容支路的位置可以互换。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：1、电感L与RC支路形成二阶低通滤波器可以有效抑制PWM脉冲的高频分量，从而降低DUDT，同时利用二极管电路对DUDT尖峰电压进行钳位，使其限制在PWM变流器的直流侧电压范围内，从而对电机绝缘进行保护；二极管电路结合电感L与RC支路形成二阶低通滤波器，可以将LRC二阶低通滤波器中电阻上的损耗部分转移到二极管，其优点是既能确保DUDT电压尖峰不超过保护值，又能使发热元器件分散，有利于结构设计。2、辅助电容支路的作用是改变DUDT滤波器的特性阻抗。采用本技术中带辅助电容支路的LRC滤波器，在设计时已经考虑了电缆寄生阻抗的变化范围，可以减缓脉冲电压开通瞬间上升速率和脉冲电压关断瞬间下降速率，降低DUDT，并将脉冲开通和关断瞬间的电压峰值抑制在直流电压的1.5倍以内。3、采用本技术中带辅助电容支路和二极管的LRC滤波器，不仅能够降低DUDT，还能利用二极管将脉冲电压峰值钳位在直流电压值附近；由于二极管自身压降和反向恢复振荡的影响，实际能将脉冲开通和关断瞬间的电压峰值抑制在直流电压的1.2倍以内。附图说明图1为单相DUDT滤波器电路。图2为单相DUDT滤波器开关闭合后的等效电路。图3为单相DUDT滤波器开关断开后的等效电路。图4为单相DUDT滤波器二极管不连接的等效电路。图5为本技术的电路拓扑结构图6为本技术的另本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型三相PWM变流器输出DUDT滤波器，其特征在于：所述滤波器的连接端包括第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端（Win）、第一输出端（Uout）、第二输出端（Vout）、第三输出端（Wout）、第一公共端（DCP）、第二公共端（DCN）、第三公共端（N）；二极管包括第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第五二极管（D5）、第六二极管（D6）；电感包括第一电感（L1）、第二电感（L2）、第三电感（L3）；电容包括第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）；电阻包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）；所述第一电感（L1）一端与第一输入端（Uin）相连，另一端与第一输出端（Uout）相连；所述第二电感（L2）一端与第二输入端 （Vin）相连，另一端与第二输出端（Vout）相连；所述第三电感（L3）一端与第三输入端（Win）相连，另一端与第三输出端（Wout）相连；所述第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）的正极分别与第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端（Win）相连，负极均与第一公共端（DCP）相连；所述第四二极管（D4）、第五二极管（D5）、第六二极管（D6）的负极分别与第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端（Win）相连，正极均与第二公共端（DCN）相连；所述第一电阻（R1）和第一电容（C1）串联组成RC 支路，再并联于第一输出端（Uout）和第三公共端（N）之间；所述第二电阻（R2）和 第二电容（C2）串联组成 RC 支路，再并联于第二输出端（Vout）和第三公共端（N）之间；所述第三电阻（R3）和第三电容（C3）串联组成 RC 支路，再并联于第三输出端（Wout） 和第三公共端（N）之间。...
【技术特征摘要】
1.一种新型三相PWM变流器输出DUDT滤波器，其特征在于：所述滤波器的连接端包括第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端（Win）、第一输出端（Uout）、第二输出端（Vout）、第三输出端（Wout）、第一公共端（DCP）、第二公共端（DCN）、第三公共端（N）；二极管包括第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）、第四二极管（D4）、第五二极管（D5）、第六二极管（D6）；电感包括第一电感（L1）、第二电感（L2）、第三电感（L3）；电容包括第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3）；电阻包括第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）；所述第一电感（L1）一端与第一输入端（Uin）相连，另一端与第一输出端（Uout）相连；所述第二电感（L2）一端与第二输入端（Vin）相连，另一端与第二输出端（Vout）相连；所述第三电感（L3）一端与第三输入端（Win）相连，另一端与第三输出端（Wout）相连；所述第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）的正极分别与第一输入端（Uin）、第二输入端（Vin）、第三输入端...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖文静，李琼，吴小田，于海坤，胡凡荣，唐健，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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