带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器，它由多相整流变压器、若干个串联的功率单元及控制系统组成；其特征在于：在所述多相整流变压器的副边绕组与所述功率单元的PWM整流器之间增设有RCL滤波器；该RCL滤波器中的三相电抗器L串联在副边绕组与功率单元之间；三相交流电力电容器C并联在三相电抗器L与副边绕组之间的交流回路上；在三相交流电力电容器C的支路上串联阻尼电阻R。由于本实用新型专利技术通过在多相整流变压器副边绕组侧增设RCL低压侧滤波器，使得多相整流变压器无需移相即可保证网侧谐波满足行业规定；并降低网侧的谐波含量，降低能量回馈型高压变频器对电网的谐波污染；提高变频器系统的鲁棒性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种能量回馈型高压变频器，尤指一种带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器。
技术介绍
变频调速技术作为一种高效的节能手段，正在我国电力、冶金、石化、市政供水等各个方面得到越来越广泛的应用，特别是在矿井提升机上的应用越来越广泛，并发挥着越来越重要的作用。众所周知，高压变频器在一些特殊领域的应用(例如矿井提升机方面的应用)是很多普通的高压变频器很难适应的工作场合，这种特殊的应用领域要求变频器在带重负载运行时能够急起急停；而且，在这种位能负载场合应用的高压变频器要求必须具有制动功能。通常的做法是在变频器内增设制动电阻，使在重物下降或者紧急停机时的势能或者动能转化成电能，由电阻消耗掉。但是，这种处理方法不仅白白浪费了大量电能，而且结构复杂。故，具有能量回馈功能的高压变频器应用而生，但是，由于能量回馈型高压变频器的应用场合非常复杂，如何将电能回馈输入电网，并且对电网的供电质量没有影响或者影响甚小，多年来一直困扰业内技术人员，尤其对于功率单元串联型多电平式高压变频器。如图1所示，能量回馈型高压变频器由多相整流变压器1、若干个串联的功率单元Al A5、BI B5、Cl C5及控制系统组成。其中，多相整流变压器I用来输出多路隔离低压交流电源，每路隔离低压交流电源分别与一个功率单元相连，若干个功率单元串联构成一相交流电。能量回馈型高压变频器与普通变频器的区别就在于:1、为实现能量回馈，功率单元中整流桥部分的不可控二极管被替换为可控的IGBT。2、由于功率单元中构成整流桥部分的IGBT，在变频器控制系统输出的PWM波形控制下，不断地开/关动作会造成大量的谐波电流及电压，从而对电网造成污染，故，如图1所示，在变频器的多相整流变压器I的高压输入侧串联RC滤波器2，以滤除整流引起的开关谐波。这种设计存在对电网阻抗特性敏感且易发生谐振的缺点，滤波效果往往不理想。
技术实现思路
鉴于上述原因，为降低网侧谐波含量，本技术的目的是提供一种带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案:一种带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器，它由多相整流变压器、若干个串联的功率单元及控制系统组成；其特征在于:在所述多相整流变压器的副边绕组与所述功率单元的PWM整流器之间增设有RCL滤波器；该RCL滤波器中的三相电抗器L串联在副边绕组与功率单元之间；三相交流电力电容器C并联在三相电抗器L与副边绕组之间的交流回路上；在三相交流电力电容器C的支路上串联阻尼电阻R。所述RCL滤波器与所述多相整流变压器副边绕组的漏抗又构成LRCL滤波器。所述多相整流变压器为非移相式多相整流变压器，其原边绕组采用双段绕制方式缠绕。所述RCL滤波器中的滤波电容为无极性交流电力电容器，采用一体式封装形式，或由三只单只无极性交流电力电容器按星形接法或三角形接法构成。附图说明图1为传统的带有网侧滤波器的能量回馈型高压变频器结构示意图；图2为本技术带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器结构示意图。图3为三角形连接的RCL滤波器结构示意图。具体实施方式本专利技术人发现:在能量回馈型高压变频器多相整流变压器的低压侧增设RCL滤波器，同时结合多相整流变压器的副边绕组漏感，通过改变RCL滤波器中阻尼电阻R的阻值，可有效地抑制能量回馈型高压变频器对电网的谐振污染，使系统工作更稳定、可靠。如图2所示，本技术取消了图1所示的传统的能量回馈型高压变频器高压侧的RC滤波器2，在多相整流变压器I的副边绕组与功率单元3的PWM整流器之间加入RCL滤波器4。RCL滤波器4中的三相电抗器L串联在副边绕组与功率单元之间，起到抑制谐波电流以及PWM整流器储能元件的作用。RCL滤波器4中的三相交流电力电容器C并联在三相电抗器L与副边绕组之间的交流回路上，为谐波电流提供闭合回路，从而降低流向电网的谐波电流。在三相交流电力电容器C的支路上串联阻尼电阻R，起到抑制谐振的作用，从而提高能量回馈型高压变频器的稳定性。阻尼电阻R、三相电抗器L、三相交流电力电容器C构成RCL滤波器，同时,多相整流变压器副边绕组漏抗又与RCL滤波器构成LRCL滤波器。RCL滤波器中的滤波电容为无极性交流电力电容器，可以采用一体式封装形式，也可以由三只单只无极性交流电力电容器按星形接法或三角形接法(如图3所示)构成。在能量回馈变频器中，若采用移相式多相整流变压器，PWM整流器产生的谐波分量会在副边绕组之间形成环流，使多相整流变压器温升急剧增加。为此，本技术采用非移相式多相整流变压器以降低副边绕组之间的环流，且原边绕组采用双段绕制方式，以提高副边绕组的漏抗均衡度。本技术具有以下优点:I)通过在多相整流变压器副边绕组侧增设RCL低压侧滤波器，使得多相整流变压器无需移相即可保证网侧谐波满足行业规定。2)降低网侧的谐波含量，降低能量回馈型高压变频器对电网的谐波污染；3)降低能量回馈高压变频器对电网阻抗特性的敏感度，提高变频器系统的鲁棒性；4)采用非移相式多相整流变压器，有利于降低变压器副边绕组环流，从而降低变压器温升；5)多相整流变压器原边绕组采用双段绕制，可以提高副边绕组漏感的均衡性，有利于提闻整流器的稳定性；6)在低压侧增加RCL滤波器，可以有效滤除PWM整流器产生的开关谐波；7) RCL滤波器中的整流侧电抗器L有利于提高PWM整流器的稳定性； 8) RCL滤波器中的阻尼电阻R有利于抑制谐振问题。以上所述是本技术的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本技术技术方案基础上的等效变换，均属于本技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器，它由多相整流变压器、若干个串联的功率单元及控制系统组成；其特征在于：在所述多相整流变压器的副边绕组与所述功率单元的PWM整流器之间增设有RCL滤波器；该RCL滤波器中的三相电抗器L串联在副边绕组与功率单元之间；三相交流电力电容器C并联在三相电抗器L与副边绕组之间的交流回路上；在三相交流电力电容器C的支路上串联阻尼电阻R。

【技术特征摘要】
1.一种带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器，它由多相整流变压器、若干个串联的功率单元及控制系统组成；其特征在于: 在所述多相整流变压器的副边绕组与所述功率单元的PWM整流器之间增设有RCL滤波器； 该RCL滤波器中的三相电抗器L串联在副边绕组与功率单元之间；三相交流电力电容器C并联在三相电抗器L与副边绕组之间的交流回路上；在三相交流电力电容器C的支路上串联阻尼电阻R。2.根据权利要求1所述的带有RCL低压滤波器的能量回馈型高压变频器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵品志，
申请(专利权)人：北京利德华福电气技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：