專利名稱：一種單次諧波電流抑制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于家用電器變頻電路中抑制變頻技術(shù)原因引起的諧波電流問題的單次諧波電流抑制器。
背景技術(shù)：
隨著家用電器使用的普及和人們對其品質(zhì)因素要求的提高，變頻技術(shù)的大量應(yīng)用，給普通工業(yè)電器行業(yè)和家用電器行業(yè)帶來了新的便利，特別是在電機(jī)調(diào)速技術(shù)中，變頻技術(shù)已被廣泛應(yīng)用，但是由于變頻技術(shù)的電路因素而引發(fā)的諧波電流也帶來了不少的負(fù)面效應(yīng)，已經(jīng)被科技界、電器生產(chǎn)界以及國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定部門廣泛關(guān)注。從社會關(guān)注的現(xiàn)實(shí)問題來看，諧波電流主要引發(fā)了以下幾方面的問題一是使部分發(fā)電廠發(fā)出來的電能無法充分利用，引起電網(wǎng)電能利用率低；二是使電網(wǎng)中電流值增大，電路電線的直徑等品質(zhì)因素要求加大；三是諧波電流的加大容易使電路本身發(fā)熱耗電，甚至于引起火災(zāi)；四是諧波電流偏大還能引起公共電網(wǎng)品質(zhì)變差，影響其他用戶用電質(zhì)量等等。為了解決這些問題，國家主管部門針對各個(gè)不同行業(yè)，制定了不同的諧波電流控制標(biāo)準(zhǔn)，如對空調(diào)、冰箱等家用電器行業(yè)應(yīng)執(zhí)行GB17625.1-2003的標(biāo)準(zhǔn)。面對國家的限制要求，家電行業(yè)的工程技術(shù)人員都在采取各種方法來實(shí)現(xiàn)國標(biāo)的技術(shù)要求，從技術(shù)上和電路設(shè)計(jì)上尋找提高電路功率因數(shù)的通道，抑制諧波電流的影響。目前所采取的主要方法有兩類一類是有源功率因數(shù)校正電路(有源PFC POWER FACTOR CORRECTION)，該方法在大功率的電站等地方使用難度較大，而較適用于在小功率的電器電路中使用，但由于其電路設(shè)計(jì)成本較高，影響了電器本身的市場價(jià)格競爭力；另一類采用電容補(bǔ)償法(并聯(lián)電容法)，這種方法在已公開的文獻(xiàn)中均有記載，比較適用于配電站等大功率場合，而對家電類小功率電路場合使用的很少，其主要原因在于采用專用電力功率補(bǔ)償電容同樣造成電器的成本加大問題。本發(fā)明旨在尋求一種簡單有效而且成本低、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度小的克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的諧波電流抑制裝置，特別是要設(shè)計(jì)一種適用于用電功率小于3千瓦情況下抑制諧波電流的電路方案。
技術(shù)內(nèi)容為了實(shí)現(xiàn)上述提到的設(shè)計(jì)目的，特別是要解決小功率家用電器中的諧波電流問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。在現(xiàn)有的變頻電路中的輸入端讓220伏的交流市電先流入通過互感耦合帶有諧振電路的前置濾波電路(或前級濾波器)，該濾波電路由兩個(gè)電感器串聯(lián)構(gòu)成，其中的一個(gè)為互感元件，互感元件將諧波電能直接由互感器的初級耦合到次級所在的諧振電路中；經(jīng)過前置濾波后的交流電再經(jīng)整流電路整流成脈動(dòng)直流電后再經(jīng)后置濾波電路(也叫后置濾波器)濾波使脈動(dòng)直流電成為平穩(wěn)的直流電后經(jīng)逆變器電路逆變成為三相交流電供給電器的電機(jī)使用；前置濾波器的特性是對于單次諧波電流具有抑制作用，前置濾波器的參數(shù)可以根據(jù)負(fù)載特性而選定，以保證濾波效果，前置濾波器在各個(gè)頻率點(diǎn)有不同的阻抗，因而可以對不同頻率有不同濾波效果；后置濾波器是加強(qiáng)前置濾波效果而設(shè)計(jì)的，其濾波電容值由負(fù)載大小確定，其依據(jù)是根據(jù)前置濾波后單次諧波電流仍然較大，甚至超過國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，其電容值確定應(yīng)對該次諧波形成較大的阻抗值。采用本技術(shù)方案后的實(shí)用家用電器經(jīng)頻譜分析和測試后，功率因數(shù)明顯提高到98％，而無功功率僅為2％，單次諧波在同樣電流下的富裕量也明顯提高。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)其電路設(shè)計(jì)是在現(xiàn)有變頻電路的橋式整流電路輸入端接入由互感器L1、電感L3和電容C1、電阻R1組成的前置濾波器，電感L3與互感器L1初級串聯(lián)一端接入電源的火線端，另一端接入整流電路輸入端，互感器L1的次級與電阻R1、電容C1組成諧振電路；在整流電路輸出端與逆變器之間接入后置濾波器，電感L2和電容C2組成后置濾波器，其電感L2串接在整流電路輸出端與逆變器的輸入端之間，在逆變器的兩輸入端之間跨接電容C2；而且電容C2的正極端可以接到電感L2的前端，也可以接到其后端，在參數(shù)選擇上，電感L2和L3、互感器L1、電容C1、電容C2的參數(shù)值大于0值，而電阻R1的阻值可以大于0值，也可以等于0值，各參數(shù)上限值的選擇依據(jù)于被抑制諧波電流的品質(zhì)參數(shù)而定。本發(fā)明可以廣泛用于電冰箱、空調(diào)器、洗衣機(jī)等功率小于3kw范圍的家用電器，其具有電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，原理可靠，抑制諧波電流能力強(qiáng)，節(jié)省電能等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施方案在小功率家用電器使用中，C1＝5-50UF，C2＝1000-3000UF，L1的初級值為1-20mH，次級值為50-300mH，L2＝5-30mH，L3＝1-20mH，電阻R1＝0-10Ω，逆變器1的具體電路已經(jīng)簡化，可選擇現(xiàn)有的常規(guī)逆變器電路。
實(shí)施例1涉及一種電冰箱用單次諧波電流抑制電路，選擇電冰箱的額定功率為600W，C2接在L2的后端，互感器L1的初級為4mH，次級為112.5mH，L2＝12mH，L3＝5mH，C1＝10VF，C2＝2200VF，電阻R1＝0測試結(jié)果說明本發(fā)明符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，功率因數(shù)達(dá)到92％以上。
實(shí)施例2涉及一種空調(diào)器用單次諧波電流抑制電路，選擇空調(diào)器的額定功率為2KW，C2接在電感L2的前端，其他元件參數(shù)同實(shí)施例1，本實(shí)例測試結(jié)果完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，功率因數(shù)提高到92％以上。
實(shí)施例3涉及一種應(yīng)用在洗衣機(jī)中的單次諧波電流抑制器，選洗衣機(jī)的功率為500W，電容C2正極接入電感L2的前端，電阻R1＝1Ω，其他元件的參數(shù)同實(shí)施例1，使用測試結(jié)果完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)參數(shù)，其功率因數(shù)提高到92％以上。
權(quán)利要求
1.一種諧波電流抑制器，其特征在于在變頻電路的整流電路輸入端接入通過互感耦合帶有諧振電路的前置濾波器，在整流電路輸出端與逆變器之間接入后置濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波電流抑制器，其特征在于前置濾波器由互感器L1、電感L3、電容C1和電阻R1組成；后置濾波器由電感L2和電容C2組成；電感L3與互感器L1初級串聯(lián)一端接入電源的火線端，另一端接入整流電路輸入端，互感器L1的次級與電阻R1、電容C1組成諧振電路，電感L2串接在整流電路輸出端與逆變器的輸入端之間，在逆變器的兩輸入端之間跨接電容C2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波電流抑制器，其特征在于電容C2的正極端可以接到電感L2的前端，也可以接到其后端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧波電流抑制器，其特征在于互感器L1、電感L2、電感L3、電容C1和電容C2的值大于0值，電阻R1的值可以大于0值，也可以等于0值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等家用電器變頻電路中抑制和解決變頻引起的諧波電流問題的諧波電流抑制器，在現(xiàn)有的變頻電路中的輸入端讓市電流入前置濾波電路濾波后再經(jīng)整流成脈動(dòng)直流后再由后置濾波器二次濾波，然后經(jīng)逆變器處理成三相交流電使用，其特征主要是在整流電路輸入端接入前置濾波器，而在整流電路的輸出端與逆變器輸入端之間接入后置濾波器；在兩個(gè)濾波器中的電感L
文檔編號H02M1/12GK1555123SQ200310114539
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者史文伯 申請人:青島海信空調(diào)有限公司