本发明专利技术涉及包括差模和共模的逆变器滤波器以及包括该逆变器滤波器的系统。一种逆变器滤波器(100；130；150)用于多个相(204；204′)。逆变器滤波器包含：节点(118)；差模滤波器，对于多个相中的每相，其包括第一端子(123；143；161)、第二端子(126；146；158)、电气连接在第一端子和第二端子之间的电感器(102；102″)、电气连接在电感器和节点之间的第一电容器(108；108′)。逆变器滤波器还包含：设置为接地的第三端子(120)；共模滤波器。共模滤波器包括：电阻器(114)；与电阻器串联电气连接在节点和第三端子之间的第二电容器(116)。
【技术实现步骤摘要】
所公开的构思一般涉及电气滤波器，更特别地，涉及具有差模和共模滤波器特性的逆变器滤波器。所公开的构思也涉及包括逆变器滤波器的系统。
技术介绍
如图1所示，电压源逆变器2使用多种已知的脉冲宽度调制(PWM)控制算法5中的一种来产生三相交流(AC)功率输出4。从直流(DC)功率源6吸取电力，能量被储存到电容器组8。DC功率源6可以是，例如且不限于，6脉冲整流器，其由三相功率源10的AC电抗 (未图示)和/或附加在DC功率源6的AC侧12或DC侧14上的电抗器(未图示)缓冲。 例如，相对更大的系统可采用12、18、对或更多脉冲连同多脉冲电抗器(未图示)或变压器 (未图示)，以消除从三相功率源10吸取的谐波。电压源逆变器2通过三相输出滤波器18为三相负载16供电。三相负载16的非限制性例子包括感应电动机、永磁电动机、同步电动机、被构造为改变线间输出电路的电压水平的变压器和电阻性负载组。逆变器输出滤波器的两个已知的非限制性例子包括正弦滤波器40 (图3所示)和dV/dt滤波器42 (图4所示)，其只对电压源逆变器2的线间功率输出4进行滤波。共模问题出现在低电压系统中，来自包括带有耦合到地G的寄生电容的晶体管的逆变器(例如但不限于，图1的电压源逆变器2)。示例性负载16和它的负荷电力电缆19 也具有到地G的寄生电容。这形成了电流的共模或零序回路，该电流就到预期差动三相功率电路的能量或功率传送而言在很大程度上是正交的。例如，在中压可变频率驱动系统中， 一些拓扑也具有地电气连接(例如，与三相AC功率电气导体在一起，包括分立的地电气导体被包含在内)，以便使三相功率输出得到接地基准。典型地，当共模(线对地)的问题出现在可变频率驱动系统中时，添加分立的共模滤波器(例如，图3的共模滤波器44包括三相共模电感器Lcm和电容器Ccm)以补救0问题。 然而，这个分立的共模滤波器44的大小和成本大约等于原始的线间逆变输出滤波器18 (图 1)、正弦滤波器40 (图3)或dV/dt滤波器42 (图4)的大小和成本。参考图2，为了使电力潮流从负载20返回到AC功率源22或从发电机M返回电网沈，无源直流(DC)功率源——例如无源整流器(例如，图1的DC功率源6)——被有源整流器(例如但不限于PWM整流器28)所代替。为此目的而采用的相应电力电子电路被典型地称作主动前端(AFE) 30。AFE 30——就像电压源逆变器2(图1)——产生方波，并需要在电气连接到AC功率源22或电网沈之前通过AFE滤波器32滤波。AFE滤波器32也具有显著的共模电流，该电流从有源整流器——例如PWM整流器28——流到AC功率源22或电网26并返回地；34。图3示出了已知的正弦滤波器40和已知的共模滤波器44。这两种分立元件可代替图1的三相输出滤波器18使用。分立的共模滤波器44也可与图2的AFE滤波器32 —起用来减小共模电流。包括Cf的(复数个)电容器可以是个体的(即每相一个)，或者装入Y形配置(未图示)的三端子壳体(未图示)。图4示出了已知的dV/dt滤波器42，其与图3的正弦滤波器40类似，可以用于图 3的共模滤波器44的上游(upstream)。逆变器滤波器仍有改进的空间。包括逆变器滤波器的系统仍有进一步改进的空间。
技术实现思路
这些需求以及其他需求由所公开的构思的实施例满足，其改进了差模逆变器滤波器，以便也提供共模(线对地)滤波器功能。优选地，采用低成本元件构成到地的电气滤波器，其显著减小共模电流。根据所公开构思的一个方面，用于多个相的逆变器滤波器包含节点；差模滤波器，对于所述多个相中的每个相，其包括第一端子、第二端子、电气连接在第一端子和第二端子之间的电感器以及电气连接在电感器和节点之间的第一电容器；被设置为接地的第三端子；共模滤波器，其包括电阻器和与电阻器串联电气连接在节点与第三端子之间的第二电容器。作为所公开构思的另一个方面，用于具有多个相的功率源的系统包含电压源逆变器，其被构造为将所述多个相连接(interface)到功率源或从功率源连接到所述多个相，以及从发电机连接多个输入或连接多个输出到负载；滤波器，其包含节点、差模滤波器、 被设置为接地的第三端子以及共模滤波器。对于所述多个相中的每个相，差模滤波器包括 电气连接至所述多个相中的相应一相的第一端子，电气连接至所述多个输入中的相应一个或所述多个输出中的相应一个的第二端子，电气连接在第一端子和第二端子之间的电感器，电气连接在电感器和节点之间的第一电容器。共模滤波器包括电阻器，与电阻器串联电气连接在节点和第三端子之间的第二电容器。附图说明结合附图阅读下面对优选实施例的介绍，可获得对所公开构思的充分理解，在附图中图1为电压源逆变器、输出滤波器和三相负载的示意性框图；图2为主动前端滤波器、具有有源整流器的电压源逆变器和电动机或发电机的示意性框图；图3为正弦滤波器和分立的共模滤波器的示意性框图；图4为dV/dt滤波器的示意性框图；图5为根据所公开构思一实施例的具有共模滤波的正弦滤波器的示意性框图；图6为根据所公开构思另一实施例的具有共模滤波的dV/dt滤波器的示意性框图；图7为根据所公开构思另一实施例的具有共模滤波的主动前端滤波器的示意性框图；图8和图9为根据所公开构思的其它实施例的系统的示意性框图。具体实施例方式在此使用的词语“若干个”表示一个或大于一个的整数个(即，复数个)。在此使用的词语“电气导体”表示导线(例如，实芯的；绞合的；绝缘的；非绝缘的)，铜导体，铝导体，适合的金属导体，或允许电流容易地流过的其它适合的材料或物体。在此使用的，两个或更多部分“连接”或“耦合”在一起的表述表示这些部分直接接合在一起，或是通过一个或多于一个的中间部分接合在一起。另外，在此使用的，两个或更多部分“贴附”的表述表示这些部分直接接合在一起。在此使用的词语“节点”表示若干个电气导体的电气连接点，或若干个电气元件的电气连接点。在此使用的词语“端子”表示节点，其被设置为电气连接至多个电气导体或电气装置。在此使用的词语“连接”表示输入和/或输出。在此使用的词语“功率源”表示电功率的来源(例如但不限于，逆变器；任何适合的交流功率源)或电网。在此使用的词语“电网”表示用于分配电力的电气导体的网络，或将多个功率源电气连接至若干个负载的分配网络。在此使用的词语在两个端子“之间电气连接”表示电气元件装置或设备电气连接到两个端子中的每一个，与若干个其它电气元件串联电气连接并在两个端子中间，或与若干个其它电气元件串联电气连接并电气连接到两个端子中的一个。尽管结合三相电气滤波器和系统介绍了所公开的构思，但是，所公开的构思可应用于宽广范围内的用于多相的电气滤波器和系统。实例1图5示出了具有共模滤波功能的三相正弦滤波器100。例如，在这个电气滤波器 100中，共模电流流经三个电感器(Lf) 102，104，106的并联组合。共模电流由在三相端子 123，124，125上同时上升和下降的相(U，V，W)电压产生，并且是电压源逆变器晶体管(未图示，但参见图1的电压源逆变器2和PWM控制算法幻的脉冲宽度调制的人为现象。作为常规正弦滤波器功能的一部分，电气滤波器100包含三个电容器(Cf) 108，110，112。作为共模滤波器功能的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
气连接的第二电容器（１１６）。接在第一端子和第二端子之间的电感器（１０２；１０２″），和电气连接在所述电感器和所述节点之间的第一电容器（１０８；１０８′）；设置为接地的第三端子（１２０）；和共模滤波器，包括：电阻器（１１４），和在所述节点和所述第三端子之间与电阻器串联电１．一种逆变器滤波器（１００；１３０；１５０），用于多个相（２０４；２０４′），所述逆变器滤波器包含：节点（１１８）；差模滤波器，对于所述多个相中的每相，其包括：第一端子（１２３；１４３；１６１），第二端子（１２６；１４６；１５８），电气连
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·C·许内曼，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。