[发明专利]谐波吸收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种矫正和吸收电网谐波的电源滤波器，可以吸收电网中的高次谐波，抑制电网中的瞬变信号和浪涌信号，特别是一种谐波吸收装置。

背景技术

现代工业的快速发展，工矿企业、交通运输、国防及科研部门都大量使用整流器、变频调速装置、电弧炉、各种电力电子设备以及电气化铁路大量应用。这些负荷大都具有非线性、冲击性和不平衡性的特点，在运行中会产生大量谐波。随着电力电子技术的发展，变流技术日益高频化，使得高次谐波的影响越来越严重。

电力污染主要指高次谐波、瞬变、浪涌和高频噪声等。这些分量直接对电网和用户设备产生危害。对电网来说，输电线路中的谐波电流加上集肤效应的影响，将产生附加损耗，使得输电线路损耗增加，输电能力降低，绝缘加速老化，泄漏电流增大，严重的甚至引起放电击穿。研究表明，一个高次谐波的频率为50kHz，谐波电流只有1mA的谐波在系统中产生的热量等同于基波状态下超过300A电流通过时产生的热量。对于用电设备来说，谐波可以是电动机损耗增大，发热增加，过载能力、寿命和效率降低，甚至造成设备损坏；容易使电网与用作补偿电网无功功率的并联电容器发生谐振，造成过电压或过电流，使电容器绝缘老化甚至烧坏；谐波电流流过变压器绕组，增大附加损耗，使绕组发热，加速绝缘老化，并发出噪声；高谐波含量对电力载波通信的语音通信过程中产生噪声，数据传输失真，降低EMS、DAS实时数据的真实可靠性，造成集中抄表系统中数据出错等故障；对电网中使用的科学仪器、生产装置、流水线自控系统、大型计算机网络系统、数字信号处理和交换和控制系统产生严重干扰，甚至不能发挥其应有的功能。因此，迫切需要消除电网中的高频谐波。

目前，这方面国内已有研究，普遍采用电源线滤波器，其电路结构如图1所示，该电源滤波器包括非线性电阻器1，两个电感器3、4、四个电容器2、6、7、8。电感器3和4为在同一纳米晶合金磁环上的同匝数反向绕制线圈。这种结构对共模和差模信号有一定的抑制能力，但是仅用一个非线性电阻抑制浪涌和瞬变干扰，抑制能力很有限。此外，这种插入串接式结构安装不方便，应用很受限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐波吸收装置，主要解决现有装置仅用一个非线性电阻抑制浪涌和瞬变干扰，抑制能力很有限，且这种插入串接式结构安装不方便，应用很受限制等技术问题；它是一种多功能的电源滤波装置，不仅对电网或电网中使用的设备产生的电涌、尖峰干扰具有一吸收和消除作用，而且对电网或用电设备产生的高次谐波、差模和共模干扰具有抑制作用。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种电源谐波吸收装置，其特征在于：它包括在相线和中心线之间并联的非线性电阻器和双极性瞬变电压抑制TVS管、高频电容，传输线变压器，高频电感，指示电路和共模抑制电路。

所述的谐波吸收装置，其特征在于：所述的传输线变压器磁芯和电感磁芯都是纳米晶合金磁环，传输线变压器磁芯为开缝隙磁芯，电感磁芯为非开缝隙磁芯。

所述的谐波吸收装置，其特征在于：所述的传输线变压器为升压变压器，变比为1:4。

所述的谐波吸收装置，其特征在于：所述的指示电路包括串联的电容，电阻，反并二极管和发光二极管。

所述的谐波吸收装置，其特征在于：该装置中非线性电阻器和双极性瞬变电压抑制TVS管直接并联在相线L和中线N之间，第一电容与第一变压器串联，电感作为第一变压器的负载连接在第一变压器的二次绕组上，构成吸收高频谐波的高频吸收电路；第二电容与第二变压器串联，第二电感作为第二变压器的负载连接在第二变压器的二次绕组上，构成吸收高频谐波的高频吸收电路；第三电容与第三变压器串联，电感作为第三变压器的负载连接在第三变压器的二次绕组上，构成吸收高频谐波的高频吸收电路；二极管和发光二极管反并联，然后与第四电容和第一电阻串联；第五电容和第六电容串联，公共连接点接地。

所述的谐波吸收装置，其特征在于：第一到第4电容采用高频电容CBB22，第五、第六电容采用陶瓷电容，第一电阻为100欧姆，第二电阻为200k欧姆。 

与现有技术相比本发明的优点如下：

发明装置中的传输线变压器的磁芯和电感磁芯采用高初始磁导率、低损耗、高饱和磁通密度的纳米晶合金环形磁芯。本发明对用电设备产生的高频率的谐波和高频噪声有抑制作用，防止电网的高频谐波进入用电设备，同时抑制电网中的瞬变信号、浪涌信号和共模干扰。

附图说明

图1是国内普遍采用的电源线滤波器电路结构示意图。