基于PFC电路的谐波抑制方法、装置及变频设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于PFC电路的谐波抑制方法、装置及变频设备。所述谐波抑制方法包括：获取在一个采样周期T内PFC电路母线上的瞬时电流和PFC电路的输入电压；获取在一个采样周期T内瞬时电流的最大峰值和电流有效值；根据所述最大峰值和所述电流有效值确定谐波因子;根据所述电流有效值和所述输入电压U

【技术实现步骤摘要】
基于PFC电路的谐波抑制方法、装置及变频设备
本专利技术属于电力电子控制
，具体地说，是涉及基于PFC电路的谐波抑制方法、装置及变频设备。
技术介绍
功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，功率因数值越大，代表电力利用率越高。为提高电力系统的利用率，目前变频设备中普遍采用功率因数校正（PFC）技术提高设备功率因数。PFC校正技术采用PFC电路，通过使“零”电压点浮动，控制整流硅桥输出端的电压始终跟随输入端的电压，整流电路中的二极管始终处于导通状态，使得电源侧的输入电流不出现脉冲，而是平滑的，达到抑制谐波的目的，进而提高功率因数，减少无功功率。现有变频设备使用PFC校正技术时，载波频率为固定频率值。而且，载波频率一般是根据电路中磁性元件的大小而设定的。如果载波频率高，电路中磁性元件体积较小，电流波形平滑，正弦性好，这样产生的谐波小，干扰小。但是，较高的载波频率，会使得主电路开关损耗、主二极管反向恢复损耗及驱动损耗都会增加，尤其是主电路开关损耗的增加，产生散热、工作稳定性等问题。为了减少损耗的增加以及稳定性等问题的发生，变频设备中的载波频率都不能设置过大。而载波频率的限制，使得通过PFC技术抑制谐波的作用变弱，导致变频设备谐波测试不合格。为解决该问题，通常需要选用更大的滤波器，或者选用谐波补偿装置，又增加了电路复杂性和设备整机成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于PFC电路的谐波抑制方法和装置，在不增加硬件成本的基础上达到抑制谐波的目的。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述技术方案予以实现：一种基于PFC电路的谐波抑制方法，包括：获取在一个采样周期T内PFC电路母线上的瞬时电流i(t)和PFC电路的输入电压UAV；t=1,2，……，T-1，T；获取在一个采样周期T内瞬时电流的最大峰值IAP和电流有效值IAV：，；根据所述最大峰值IAP和所述电流有效值IAV确定谐波因子XF：XF=IAP/IAV;根据所述电流有效值IAV和所述输入电压UAV确定输入功率P：P=UAV×IAV；将所述谐波因子XF与谐波因子阈值XIN作比较，将所述输入功率P与功率阈值PZ作比较；在满足：XF＞XIN，且P＞PZ时，进入变载频模式，将PFC的载波频率调整为变载波频率F1；否则，执行固有载频模式，PFC的载波频率为固有载波频率F0；F1＞F0。如上所述的方法，在所述变载频模式中，实时确定谐波因子XF；若满足XF＜XIN，退出所述变载频模式，转入所述固有载频模式。如上所述的方法，在所述变载频模式中，实时获取所述PFC电路的散热温度，在所述散热温度超过设定温度阈值时，退出所述变载频模式，转入所述固有载频模式。如上所述的方法，在所述散热温度超过所述设定温度阈值而转入所述固有载频模式时开始计时，在计时时间达到设定时间后，再执行根据所述谐波因子XF与所述输入功率P判断是否进入变载频模式的过程。一种基于PFC电路的谐波抑制装置，包括：瞬时电流获取单元，用于获取在一个采样周期T内PFC电路母线上的瞬时电流i(t)；t=1,2，……，T-1，T；输入电压获取单元，用于获取PFC电路的输入电压UAV；谐波因子获取单元，用于获取在一个采样周期T内瞬时电流的最大峰值IAP和电流有效值IAV，根据所述最大峰值IAP和所述电流有效值IAV确定谐波因子XF；其中，，，XF=IAP/IAV;输入功率获取单元，用于根据所述电流有效值IAV和所述输入电压UAV确定输入功率P，P=UAV×IAV；载频模式控制单元，用于将所述谐波因子XF与谐波因子阈值XIN作比较，将所述输入功率P与功率阈值PZ作比较，在满足：XF＞XIN，且P＞PZ时，进入变载频模式，将PFC的载波频率调整为变载波频率F1；否则，执行固有载频模式，PFC的载波频率为固有载波频率F0；F1＞F0。如上所述的装置，所述载频模式控制单元还用于：在所述变载频模式中，将实时获取的所述谐波因子XF与谐波因子阈值XIN作比较，若满足XF＜XIN，退出所述变载频模式，转入所述固有载频模式。如上所述的装置，还包括：散热温度获取单元，用于获取所述PFC电路的散热温度；所述载频模式控制单元还用于在所述变载频模式中比较所述散热温度获取单元所获取的所述散热温度和设定温度阈值，并在所述散热温度超过所述设定温度阈值时，退出所述变载频模式，转入所述固有载频模式。如上所述的装置，所述载频模式控制单元还用于在所述散热温度超过所述设定温度阈值而转入所述固有载频模式时开始计时，在计时时间达到设定时间后，再执行根据所述谐波因子XF与所述输入功率P判断是否进入变载频模式的过程。本专利技术还提供一种变频设备，包括上述的基于PFC电路的谐波抑制装置。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果是：本专利技术提供的基于PFC电路的谐波抑制方法和装置，将电流最大峰值和电流有效值的比值确定为谐波因子，使得谐波因子的大小准确地反映了电流谐波的大小；在谐波抑制中，将谐波因子和PFC电路的输入功率作为控制参量，在谐波因子大于谐波因子阈值、且输入功率大于功率阈值时，执行变载频模式，增大PFC的载波频率，在其他情况下仍执行固有载波模式，控制PFC的载波频率为固有载波频率；通过采用谐波因子和PFC电路的输入功率两个控制参量作为是否调整载波频率的判断因素，既能够在电流谐波较大时及时增大载波频率进行谐波抑制，提高功率因数，又能够避免频繁增大载波频率造成电路损耗的增加及电路稳定性等问题的发生。结合附图阅读本专利技术的具体实施方式后，本专利技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术基于PFC电路的谐波抑制方法一个实施例的流程图；图2是采用图1的变载频模式前后的电流与PFC载波频率的波形对比图；图3是本专利技术基于PFC电路的谐波抑制方法另一个实施例的流程图；图4是图3中获取散热温度的结构示意图；图5是PFC电路的一个原理图；图6是本专利技术基于PFC电路的谐波抑制装置一个实施例的结构框图；图7是本专利技术基于PFC电路的谐波抑制装置另一个实施例的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本专利技术作进一步详细说明。图1所示为本专利技术基于PFC电路的谐波抑制方法一个实施例的流程图，具体来说，是采用改变PFC载波频率实现谐波抑制的一个实施例的流程图。参考图1所示，同时结合图5示出的PFC电路的一个原理图，该实施例采用下述过程实现谐波抑制：步骤11：获取在一个采样周期T内PFC电路母线上的瞬时电流和输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PFC电路的谐波抑制方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取在一个采样周期T内PFC电路母线上的瞬时电流i(t)和PFC电路的输入电压U

【技术特征摘要】
1.一种基于PFC电路的谐波抑制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取在一个采样周期T内PFC电路母线上的瞬时电流i(t)和PFC电路的输入电压UAV；t=1,2，……，T-1，T；
获取在一个采样周期T内瞬时电流的最大峰值IAP和电流有效值IAV：

，；
根据所述最大峰值IAP和所述电流有效值IAV确定谐波因子XF：XF=IAP/IAV;
根据所述电流有效值IAV和所述输入电压UAV确定输入功率P：P=UAV×IAV；
将所述谐波因子XF与谐波因子阈值XIN作比较，将所述输入功率P与功率阈值PZ作比较；
在满足：XF＞XIN，且P＞PZ时，进入变载频模式，将PFC的载波频率调整为变载波频率F1；否则，执行固有载频模式，PFC的载波频率为固有载波频率F0；F1＞F0。


2.根据权利要求1所述的基于PFC电路的谐波抑制方法，其特征在于，在所述变载频模式中，实时确定谐波因子XF；若满足XF＜XIN，退出所述变载频模式，转入所述固有载频模式。


3.根据权利要求1或2所述的基于PFC电路的谐波抑制方法，其特征在于，在所述变载频模式中，实时获取所述PFC电路的散热温度，在所述散热温度超过设定温度阈值时，退出所述变载频模式，转入所述固有载频模式。


4.根据权利要求3所述的基于PFC电路的谐波抑制方法，其特征在于，在所述散热温度超过所述设定温度阈值而转入所述固有载频模式时开始计时，在计时时间达到设定时间后，再执行根据所述谐波因子XF与所述输入功率P判断是否进入变载频模式的过程。


5.一种基于PFC电路的谐波抑制装置，其特征在于，所述装置包括：
瞬时电流获取单元，用于获取在一个采样周期T内PFC电路母线上的瞬时电流i(t)；t=1,2，……，T-1，T；
输入电压获取单元，用于获取PFC电路的输入电压UAV；
谐波因...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红霞，张民，庞泳，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37