[实用新型]一种用于矩阵式变换器的输入滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电学领域，具体是一种用于矩阵式变换器的输入滤波器。

背景技术

在矩阵式变换器中，不管是双级结构矩阵式变换器(图1)还是传统结构矩阵式变换器(图2)，它们的开关阵列的输入电流在未滤波的情况下均为经过PWM调制的脉冲波形，为减少对电网带来的谐波污染，它必须经过输入滤波器才能连接到三相交流电网上。图3为现有矩阵式变换器输入滤波器，其包括三组并联的电阻器电感器(或三组电感器)，这三组电阻器电感器(或三组电感器)的一端分别与三相交流电网的三个相线连接，另一端连接开关阵列输入端；以及三个一端共连接，另一端分别与开关阵列的输入端连接的电容器。

这种输入滤波器会带来以下问题：

1、电感器上的电压降会引起矩阵式变换器整体电压利用率的下降。在小电感或小电流情况下，表现不明显，在大电感或大电流时，电感器上的电压降将不可忽略。

2、电容器产生容性无功功率，引起的超前电流会导致输入侧功率因数下降。在低功率等级的矩阵式变换器中表现不明显，因为电容引起的无功电流较小，随着功率等级的提高，为了到达一定的滤波要求，电容的容量随着增大，电容器引起的无功电流也越来越大，在负载较轻时，它将占输入电流的主要成分，这时输入侧功率因数非常低。当然，在控制策略上可以采取补偿措施，使输入功率因数校正到或接近1.0，但这样做的代价是使矩阵式变换器整体电压利用率进一步降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述传统输入滤波器中存在的缺陷，从而提供一种可提高矩阵式变换器电压利用率的输入滤波器和矩阵式变换器。

本实用新型的用于矩阵式变换器的输入滤波器，连接于三相交流电网和矩阵式变换器开关阵列之间，包括：变压器，包括三个输入端、三个输出端，所述变压器的三个输入端连接三相交流电网的三条相线，三个输出端连接所述开关阵列的三个输入端；三个滤波电容器，分别连接在所述变压器的输出端与所述开关阵列相连的三条母线的之间；三个电阻器，分别与所述变压器并联。

本实用新型的矩阵式变换器，包括一与三相交流电网连接的输入滤波器，以及与输入滤波器连接的开关阵列，所述输入滤波器包括：变压器，包括三个输入端、三个输出端，所述变压器的三个输入端连接三相交流电网的三条相线，三个输出端连接所述开关阵列的三个输入端；三个滤波电容器，分别连接在所述变压器的输出端与所述开关阵列相连的三条母线的之间；三个电阻器，分别与所述变压器并联。

本实用新型的用于矩阵式变换器的输入滤波器以及矩阵式变换器在具有滤波效果与传统LC输入滤波器滤波效果相同的同时，还提高了矩阵式变换器的电压利用率。

附图说明

图1是双级结构矩阵式变换器拓扑结构图。

图2是传统结构矩阵式变换器拓扑结构图。

图3是现有矩阵式变换器输入滤波器原理图。

图4是本实用新型的用于矩阵式变换器的输入滤波器原理图。

具体实施方式

参看图4所示，本实用新型的一种用于矩阵式变换器的输入滤波器，连接于三相交流电网和矩阵式变换器开关阵列之间，用于对矩阵式变换器开关的开关阵列输入侧的电流进行滤波，该输入滤波器包括：变压器T，包括三个输入端、三个输出端，所述变压器T的三个输入端连接三相交流电网的三条相线，三个输出端连接所述开关阵列的三个输入端；三个滤波电容器C1、C2、C3，分别连接在所述变压器T的输出端与所述开关阵列相连的三条母线的之间；三个电阻器R1、R2、R3，分别与所述变压器T并联。

参看图1或图2所示，本实用新型还提供了一种矩阵式变换器，包括一与三相交流电网连接的输入滤波器，以及与输入滤波器连接的开关阵列，参看图4，所述输入滤波器包括：变压器T，包括三个输入端、三个输出端，所述变压器T的三个输入端连接三相交流电网的三条相线，三个输出端连接所述开关阵列的三个输入端；三个滤波电容器C1、C2、C3，分别连接在所述变压器T的输出端与所述开关阵列相连的三条母线的之间；三个电阻器R1、R2、R3，分别与所述变压器T并联。

开关阵列输入侧的电流在未滤波的情况下含有大量高次谐波的经过PWM调制的脉冲电流，通过本输入滤波器滤波后，开关阵列输入侧电流中的高次谐波成分由滤波电容器C1、C2、C3吸收，基波和少量谐波通过变压器T进入电网，此时进入电网的电流谐波含量已经很低了，降低了对电网的谐波污染。