專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有功率因數(shù)校正和諧波抑制電路的三相整流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有功率因數(shù)校正和諧波抑制電路的三相整流電路。
目前三相全橋整流電路如圖2所示，該電路主要由整流二極管和濾波電容組成。以上述三相工頻整流電路作為輸入的功率大于600W的電氣產(chǎn)品，普遍功率因數(shù)較低和諧波含量達(dá)不到IEC(國(guó)際電工委員會(huì)，下同)標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。雖然在整流電路的直流母線上串聯(lián)電感可提高功率因數(shù)，但一般均在92％以下，如需進(jìn)一步提高，直流電感值會(huì)很大，其體積和重量很大，且IEC標(biāo)準(zhǔn)不能達(dá)到，如果在交流母線中串交流電感，抑制諧波，同樣會(huì)引起電感值偏大的問(wèn)題，且影響輸出的電壓和功率。
發(fā)表于《電力電子技術(shù)》1997年第一期第100頁(yè)的論文《電力電子裝置諧波抑制及無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的進(jìn)展》一文(作者王兆安劉進(jìn)軍)介紹了對(duì)這一問(wèn)題的研究情況。文中介紹的第一類(lèi)方法是采用電力有源變壓器。例如一種典型的方案是將PWM逆變器并聯(lián)在電網(wǎng)上，相當(dāng)于一個(gè)受控電流源，產(chǎn)生與負(fù)載諧波大小相同而方向相反的諧波電流，對(duì)電源電流進(jìn)行補(bǔ)償。理論上講這種方法在補(bǔ)償諧波的同時(shí)，還能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率，但實(shí)際上其功率因數(shù)仍很難達(dá)到IEC規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。而且此方法還存在電路復(fù)雜的問(wèn)題(如采用晶閘管電路)。
該文還介紹了另一類(lèi)方案，即開(kāi)發(fā)不產(chǎn)生諧波且功率因數(shù)為1的新型變流器。對(duì)大容量變流器采用多重化技術(shù)，且須使用自換相變流器；對(duì)中等容量的單位功率因數(shù)變流器主要采用PWM整流技術(shù)，一般需要使用自關(guān)斷器件；對(duì)小容量整流器多采用二極管整流加PWM斬波方式。顯然，這些方法過(guò)于復(fù)雜，成本很高，很難在通用電氣用品上使用。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種三相功率因數(shù)校正和諧波抑制電路，能在減少諧波的同時(shí)，提高功率因數(shù)，使之達(dá)到IEC規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，而且電路簡(jiǎn)單實(shí)用。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的方案是一種帶有功率因數(shù)校正和諧波抑制電路的三相整流電路，包括第一至六整流二極管D1-D6，第一至二濾波電容C1、C2；其中第一至三二極管D1-D3分別是接于三相母線a、b、c的正向二極管，其陰極為整流電路的正極輸出端，第四至六二極管D4-D6分別是接于三相母線a、b、c的反向二極管，其陽(yáng)極為整流電路的負(fù)極輸出端，正向二極管D1-D3的陽(yáng)極和反向二極管D4-D6的陰極相連，其接點(diǎn)1、2、3即為整流電路的a、b、c三相輸入端；其特征是在電路中還有三相電抗器T、三個(gè)電感La、Lb、Lc及三個(gè)電容Ca、Cb、Cc；其中三個(gè)電感La、Lb、Lc分別串入三相母線a、b、c中，其輸出端，即接點(diǎn)1、2、3處，同時(shí)也是三相電抗器T的三個(gè)相的輸入端，而三相電抗器T的輸出端則接于兩個(gè)濾波電容C1、C2之間；三個(gè)電容器Ca、Cb、Cc有一端相連，作為共同端，它們的另一端則分別接于三相母線a、b、c上。
在以上的整流電路中，其三相電抗器T可等效成變比為1的電壓輸出自耦變壓器，引入三相電抗器后，由于只有3次和3的整數(shù)倍諧波是同相位的，因此在三相繞組中有3*n次諧波流過(guò)(其中n表示整數(shù))，有效地消除3*n次諧波，且抑制了其他諧波，提高了輸出直流電壓Ud，加上少量的電感La、Lb、Lc，串聯(lián)于交流母線中，有效地抑制了諧波，從而可使諧波符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。加上電容Ca、Cb、Cc可以有效地排除交流母線上電流滯后對(duì)功率因數(shù)的影響。顯然，本電路避免了晶閘管、大電感等元件，使得電路簡(jiǎn)單，成本低，便于推廣使用。


圖1是本發(fā)明原理示意圖。
圖2是現(xiàn)有三相全橋整流電路示意圖。
下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)中的整流電路示意圖。圖1所示則為本發(fā)明的三相整流電路，與現(xiàn)有技術(shù)(圖2)相同的是，該整流電路同樣包括第一至六整流二極管D1-D6，第一至二濾波電容C1、C2(現(xiàn)有技術(shù)中也有只用一個(gè)電容的)；其中第一至三二極管D1-D3分別是三相母線的正向二極管，其陰極為整流電路的正極輸出端，第四至六二極管D4-D6分別是a、b、c三相母線的反向二極管，其陽(yáng)極為整流電路的負(fù)極輸出端，正向二極管D1-D3的陽(yáng)極和反向二極管D4-D6的陰極相連，其接點(diǎn)1、2、3即為整流電路的a、b、c三相輸入端。
本發(fā)明的其特征是在電路中還有三相電抗器T、電感La、Lb、Lc及電容Ca、Cb、Cc；其中電感La、Lb、Lc分別串入a、b、c三相母線中，其輸出端，即接點(diǎn)1、2、3處，同時(shí)也是三相電抗器T的三個(gè)相的輸入端，而三相電抗器T的輸出端則接于兩個(gè)濾波電容C1、C2之間；三個(gè)電容器Ca、Cb、Cc有一端相連，作為共同端，它們的另一端則分別接于三相母線a、b、c上。
以額定線電流為補(bǔ)償電流，可使功率因數(shù)達(dá)到96％以上。以上電路在實(shí)驗(yàn)中證明，在以額定線電流為補(bǔ)償電流時(shí)，可使功率因數(shù)達(dá)到96％以上。在60％額定負(fù)載以上的功率因數(shù)可達(dá)95％以上，在25-60％額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)也可達(dá)90％以上。其諧波和功率因數(shù)指標(biāo)可以完全達(dá)到IEC規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明所公開(kāi)的電路可廣泛適用于以三相電路作為輸入，功率大于600W的電氣產(chǎn)品，具有很大的實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求
1．一種帶有功率因數(shù)校正和詣波抑制電路的三相整流電路，包括第一至六整流二極管D1-D6，第一至二濾波電容C1、C2；其中第一至三二極管D1-D3分別是接于三相母線a、b、c的正向二極管，其陰極為整流電路的正極輸出端，第四至六二極管D4-D6分別是接于三相母線a、b、c的反向二極管，其陽(yáng)極為整流電路的負(fù)極輸出端，正向二極管D1-D3的陽(yáng)極和反向二極管D4-D6的陰極相連，其接點(diǎn)1、2、3即為整流電路的a、b、c三相輸入端；其特征是在電路中還有三相電抗器T、三個(gè)電感La、Lb、Lc及三個(gè)電容Ca、Cb、Cc；其中三個(gè)電感La、Lb、Lc分別串入三相母線a、b、c中，其輸出端，即接點(diǎn)1、2、3處，同時(shí)也是三相電抗器T的三個(gè)相的輸入端，而三相電抗器T的輸出端則接于兩個(gè)濾波電容C1、C2之間；三個(gè)電容器Ca、Cb、Cc有一端相連，作為共同端，它們的另一端則分別接于三相母線a、b、c上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種帶有功率因數(shù)校正和諧波抑制電路的三相整流電路,在電路中增設(shè)一個(gè)三相電抗器、三個(gè)電感及三個(gè)電容;其中三個(gè)電感分別串入三相母線中,其輸出端作為三相電抗器的三個(gè)相的輸入端,而三相電抗器的輸出端則接于兩個(gè)濾波電容之間;三個(gè)電容器有一端相連,作為共同端,它們的另一端則分別接于三相母線上。本電路有效地抑制了諧波,并使功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?5%以上。
文檔編號(hào)H02M1/14GK1219798SQ98124279
公開(kāi)日1999年6月16日 申請(qǐng)日期1998年11月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月27日
發(fā)明者朱賢龍, 童永勝 申請(qǐng)人:深圳市華為電氣股份有限公司