專(zhuān)利名稱(chēng)：注入式變頻器諧波抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力諧波治理領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)整流設(shè)備產(chǎn)生的電力諧波治理，具體是指一種向變頻器直流母線注入電流的注入式變頻器諧波抑制裝置。
背景技術(shù)：
電力諧波主要是由電力整流設(shè)備產(chǎn)生的，電力整流設(shè)備是指那些先把交流電變成直流電再通過(guò)直流電進(jìn)行做功或進(jìn)行轉(zhuǎn)換做工的電氣設(shè)備，比如電鍍?cè)O(shè)備、電力機(jī)車(chē)、變頻器、直流電機(jī)、各種調(diào)速電機(jī)等。電力諧波會(huì)造成電力傳輸損耗急劇增加，會(huì)引發(fā)電網(wǎng)的諧振產(chǎn)生過(guò)電壓和過(guò)電流燒毀電氣設(shè)備，會(huì)造成儀器儀表的測(cè)量誤差甚至導(dǎo)致無(wú)法正常工作。電力諧波一旦產(chǎn)生治理起來(lái)就比較困難，目前治理電力諧波的主要手段是用有源濾波器和無(wú)源濾波器，有源濾波治理效果好但治理費(fèi)用很高，無(wú)源濾波器通過(guò)電容電感吸收諧波治理費(fèi)用相對(duì)較低些，但補(bǔ)償容量不容易控制，常出現(xiàn)因?yàn)殡娋W(wǎng)諧波過(guò)大造成濾波器過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象，無(wú)源濾波器會(huì)出現(xiàn)無(wú)功過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象，可能導(dǎo)致電力傳輸損耗進(jìn)一步加大。諧波最好是從源頭治理，就是使電力整流設(shè)備盡可能少的產(chǎn)生諧波，即所謂無(wú)諧波整流。目前無(wú)諧波整流的原理大致可分為兩類(lèi):一類(lèi)是采用多相整流技術(shù)，多相整流技術(shù)先通過(guò)移相變壓器將三相電源電壓分解成多相幅值相等相位均分的電壓再進(jìn)行整流。多相整流方法簡(jiǎn)單就是變壓器制作復(fù)雜，體積大成本高，推廣使用受到限制。另一類(lèi)是PWM整流技術(shù)，該技術(shù)利用電力電子開(kāi)關(guān)配合電容、電感使輸入電流正弦化。PWM整流技術(shù)有很好的發(fā)展前景，但是在現(xiàn)階段電力電子開(kāi)關(guān)的價(jià)格偏高，控制技術(shù)復(fù)雜。所以現(xiàn)階段仍有大量的變頻器等整流設(shè)備沒(méi)有采用無(wú)諧波整流。針對(duì)當(dāng)前的實(shí)際情況，本實(shí)用新型提供一種直流注入式變頻器諧波抑制裝置，該裝置接于交流電源與整流設(shè) 備之間可以抑制諧波的產(chǎn)生。該裝置的原理還是移相整流，但該裝置的移相變壓器采用了線電壓分相移相技術(shù)，該技術(shù)允許使變壓器的設(shè)計(jì)容量小于傳統(tǒng)移相變壓器設(shè)計(jì)容量的二分之一，同時(shí)變壓器的繞組數(shù)也大量減少，使變壓器制作成本大幅降低。該諧波抑制器還具有傳輸損耗小，控制邏輯簡(jiǎn)單，不產(chǎn)生無(wú)功電流，不會(huì)因電網(wǎng)諧波而過(guò)負(fù)載，不與電網(wǎng)發(fā)生諧振等優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，為直接整流型設(shè)備提供一種諧波抑制方式，可以抑制變頻器等整流設(shè)備向電網(wǎng)注入的諧波，該技術(shù)使移相變壓器的需求容量和制作成本極大地降低，且不需要復(fù)雜的控制技術(shù)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是，提供一種注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個(gè)輸入端，還包括平衡電抗器、移相變壓器、多相整流電路和控制開(kāi)關(guān)，所述的三相交流電源的三個(gè)輸入端分別串聯(lián)平衡電抗器后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經(jīng)過(guò)移相變壓器、多相整流電路后通過(guò)控制開(kāi)關(guān)接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。采用上述方案后，從三相電源引入電流通過(guò)移相整流將其變成直流注入到變頻器等設(shè)備的直流母線上，本實(shí)用新型的關(guān)鍵是采用了線電壓分相移相技術(shù)，移相變壓器輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。由于移相器以電源三根火線為輸出電壓參考線，所以從移相器流入或流出的負(fù)荷電流不再?gòu)囊葡嗥髁鞒龌蛄魅?，而是由原?fù)載設(shè)備的整流元件直接與電源構(gòu)成回路，明顯降低了移相變壓器的穿越功率，節(jié)省了移相變壓器的設(shè)計(jì)容量；另外，移相器前端增加相對(duì)負(fù)載阻抗1% — 4%電抗器的方法較好地解決了電源電壓不平衡、電源變壓器容量與負(fù)載不匹配、整流濾波電容沖擊電流大等問(wèn)題。當(dāng)電源變壓器漏電抗接近負(fù)載阻抗4%時(shí)也可以不接電抗器；本實(shí)用新型中還增設(shè)了邏輯延遲控制開(kāi)關(guān)，保證了變頻器上電時(shí)先通過(guò)變頻器內(nèi)部限流電阻對(duì)儲(chǔ)能電容器慢速充電，然后再由移相電路向變頻器儲(chǔ)能電容器輔助充電，防止了整流二極管或儲(chǔ)能電容器被充電損壞。作為優(yōu)選，所述的平衡電抗器分三相，每相繞組獨(dú)立，所述的平衡電抗器的鐵芯經(jīng)過(guò)氣隙與移相變壓器的鐵芯共同組成磁路。作為優(yōu)選，所述的移相變壓器采用自感分壓與互感調(diào)壓混合連接方式繞制，變壓器有3相鐵芯，每個(gè)鐵芯上有帶若干個(gè)抽頭的自感分壓繞組和若干個(gè)互感調(diào)壓繞組。作為優(yōu)選，自感分壓繞組采用三角形接線方式，在分壓繞組抽頭處串接其它相互感繞組。優(yōu)選方案中，移相變壓器主繞組采用自耦分壓原理，主繞組三角形接線設(shè)有若干個(gè)分壓抽頭，在分壓繞組抽頭處串聯(lián)其它相互感繞組進(jìn)行調(diào)壓調(diào)相。這樣的接線方式比用全互感原理繞制的移相變壓器繞 組匝數(shù)少得多，繞組的損耗也小得多，明顯降低移相變壓器的制作成本。

圖1是注入式變頻器諧波抑制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是3倍分相移相變壓器移相電壓不意圖。圖3是3倍分相移相變壓器的原理接線與整流二極管接線圖。圖4是本實(shí)用新型在具體實(shí)施例的電路接線圖。圖中所示:1、平衡電抗器，2、移相變壓器，3、多相整流電路，4、控制開(kāi)關(guān)，5、6、7為三相電源接線端，8、9、10、11、12、13為移相變壓器引出的六個(gè)移相電壓的輸出端，14為變頻器輸出接點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型注入式變頻器諧波抑制裝置的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明:如圖1所示，一種注注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個(gè)輸入端，還包括平衡電抗器1、移相變壓器2、多相整流電路3和控制開(kāi)關(guān)4，所述的三相交流電源的三個(gè)輸入端分別串聯(lián)平衡電抗器I后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經(jīng)過(guò)移相變壓器2、多相整流電路3后通過(guò)控制開(kāi)關(guān)4接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器2輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角，在本實(shí)施例中，所述的平衡電抗器I分三相，每相繞組獨(dú)立，所述的平衡電抗器I的鐵芯經(jīng)過(guò)氣隙與移相變壓器2的鐵芯共同組成磁路，所述的移相變壓器2采用自感分壓與互感調(diào)壓混合連接方式繞制，變壓器有3相鐵芯，每個(gè)鐵芯上有帶若干個(gè)抽頭的自感分壓繞組和若干個(gè)互感調(diào)壓繞組；自感分壓繞組采用三角形接線方式，在分壓繞組抽頭處串接其它相互感繞組。在圖2中，5、6、7三點(diǎn)所確定的三角形為電源電壓三角形，其他線段5-10、5_11、6-12、6-13、7-8、7-9為移相變壓器輸出電壓。圖中所的電壓幅值相等，各輸出電壓線段等分所對(duì)應(yīng)的電源電壓三角形內(nèi)角。在圖3中，例舉了 3倍分相移相變壓器的接線原理圖，同時(shí)也畫(huà)出了整流二極管與變壓器的接線，圖中三個(gè)鐵芯上的繞組參數(shù)都一樣，W1、W2、W3、W6、W7、W8、W11、W12、W13為自感繞組，W4、W5、W9、W10、W14、W15為互感繞組，本實(shí)施例的額定線電壓為400伏，各繞組的電壓為:UW1=UW3=UW6=UW8=UW11=UW13=103.1 伏；Uw4=UW5=UW9=Uw1(i=Uw14=Uw15=54.9 伏；UW2=UW7=UW12=193.8伏。圖4中例舉了一個(gè)注入式變頻器諧波抑制裝置的具體實(shí)施例子。在變頻器諧波抑制裝置前面接有一個(gè)電源總開(kāi)關(guān)QF。從變頻器諧波抑制裝置電抗器的出口引出三相電接到變頻器的電源端子R、S、T上。從變頻器諧波抑制裝置控制開(kāi)關(guān)出口用電線接到變頻器的直流母線端子P(+)、N(_)上。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)QF接通后，一方面變頻器主回路通過(guò)R、S、T端子進(jìn)行充電，一般經(jīng)過(guò)I一2秒充電完畢，另一方面時(shí)間繼電器KT帶電，經(jīng)過(guò)大于2秒的時(shí)間延時(shí)接點(diǎn)閉合使控制接觸器KM線圈帶，KM接點(diǎn)電閉合后變頻器諧波抑制裝置對(duì)變頻器直流母線進(jìn)行輔助充電，完成變頻器上電準(zhǔn)備過(guò)程。大部分變頻器具有故障輸出接點(diǎn)14，接點(diǎn)在變頻器正常運(yùn)行時(shí)接通，當(dāng)變頻器故障時(shí)斷開(kāi)?？蓪r(shí)間繼電器KM接點(diǎn)與接點(diǎn)14串聯(lián)，確保變頻器故障時(shí)能可靠切除輔助充電回路。在此，還應(yīng)說(shuō)明，上述實(shí)施例僅對(duì)本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例做了說(shuō)明，很顯然在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上仍可作出諸多變化，應(yīng)當(dāng)指出的是，凡在本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思下所作出的任何改變均落入到 本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個(gè)輸入端，其特征在于:還包括平衡電抗器(I)、移相變壓器(2)、多相整流電路(3)和控制開(kāi)關(guān)(4)，所述的三相交流電源的三個(gè)輸入端分別串聯(lián)平衡電抗器(I)后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經(jīng)過(guò)移相變壓器(2)、多相整流電路(3)后通過(guò)控制開(kāi)關(guān)(4)接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器(2)輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式變頻器諧波抑制裝置，其特征在于:所述的平衡電抗器(I)分三相，每相繞組獨(dú)立，所述的平衡電抗器(I)的鐵芯經(jīng)過(guò)氣隙與移相變壓器(2)的鐵芯共同組成磁路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入式變頻器諧波抑制裝置，其特征在于:所述的移相變壓器(2)采用自感分壓與互感調(diào)壓混合連接方式繞制，變壓器有3相鐵芯，每個(gè)鐵芯上有帶若干個(gè)抽頭的自感分壓繞組和若干個(gè)互感調(diào)壓繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注入式變頻器諧波抑制裝置，其特征在于:自感分壓繞組采用三角形接線方 式，在分壓繞組抽頭處串接其它相互感繞組。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個(gè)輸入端，還包括平衡電抗器、移相變壓器、多相整流電路和控制開(kāi)關(guān)，所述的三相交流電源的三個(gè)輸入端分別串聯(lián)平衡電抗器后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經(jīng)過(guò)移相變壓器、多相整流電路后通過(guò)控制開(kāi)關(guān)接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。本實(shí)用新型注入式變頻器諧波抑制裝置制造成本低、安裝簡(jiǎn)便，不需要測(cè)量電氣參數(shù)，可用于多種整流型負(fù)載且本實(shí)用新型不受電網(wǎng)諧波影響，也不受無(wú)功電流影響，安全可靠。
文檔編號(hào)H02M1/12GK203119752SQ20132011884
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者夏大洪, 梁國(guó)棟, 夏冰, 李士良, 許青峰, 沈建濤, 田勇, 姚蘭芳, 代濱利, 張 杰, 賈小廠, 羅新青, 孫建國(guó), 石小明, 馬金波, 田生生, 王艾華, 陳紅梅, 劉培運(yùn), 曲新強(qiáng) 申請(qǐng)人:勝利油田華濱福利機(jī)電有限責(zé)任公司, 夏大洪