[发明专利]一种三相复合无源谐波滤波装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制电网谐波的复合无源谐波抑制装置，尤其是对5次，7次谐波有显著的抑制效果，对7次以上的低频谐波干扰有明显的改善的三相复合无源谐波滤波装置。

背景技术

用电设备产生的电磁干扰通过电源线或地线等传导到其它共网设备的输入端，影响其它设备的正常工作，传导干扰的抑制对于保障共网各设备间的兼容工作具有重要意义。

传导干扰主要包括低频谐波干扰和射频干扰，随着电力电子技术的发展，脉冲体制和非线性开关等负载产生的5次、7次谐波干扰更普遍，抑制更难。目前低频谐波干扰抑制技术，主要采用在工作回路中串联大参数的电感或并联有源滤波器来解决。针对在工作回路中串联电感技术，电感参数越大效果越明显，但体积、重量及功率损耗也随之增加，尤其对大功率负载，该问题更突出，电感体积重量会非常大，适装性差。针对有源滤波技术，可以较好的抑制低频谐波干扰，但是会导致高频干扰增大，并且对脉冲负载，响应时间无法满足要求。

在国内有关低频谐波抑制产品中，有许多类型的措施能够滤除低频谐波干扰，但是该类产品均由于相应的不足，无法较好的解决低频谐波干扰，其原因在于：一串联和并联电感采用分立式结构、体积重量较大，随着电流增大体积重量会显著增加，同时也增加了安装、电路的复杂性和电磁场泄露的不确定性；二有源滤波器自身为一个干扰源，对低频谐波固定的负载，效果较明显，但是对负载特性变化较快设备，响应时间无法满足要求，同时有源滤波器会抬高高频干扰，降低设备的可靠性。为实现低频谐波干扰的抑制，需在借鉴低频谐波抑制各方法优点的基础上，创新进行低频谐波抑制装置的设计。

发明内容

本发明的目的在于针对现有无源滤波装置体积、重量大和有源滤波装置响应时间和抬高高频段干扰的不足而提供一种三相复合无源谐波抑制装置，即该装置创新将LC谐振电路和串并联电感共轭技术相结合，不但对5次，7次谐波有显著的抑制效果，对7次以上的低频谐波干扰有明显的改善，同时体积和重量较小。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种三相复合无源谐波抑制装置，包括：

串联在电网端与负载之间三相主回路中的第一、二、三串联共轭电感，其中第一、二、三串联共轭电感隔离电网对三相复合无源谐波抑制装置的影响；

由第一、二、三并联共轭电感分别与第一、二、三电容串联所形成第一、二、三LC谐振电路，其中第一、二、三LC谐振电路中的第一、二、三电容的未与第一、二、三并联共轭电感连接的一端并接在一起，第一、二、三并联共轭电感未与第一、二、三电容连接的一端分别连接在负载的三相上，非线性负载产生的5次谐波干扰经第一、二、三LC谐振电路流回负载，不流回电网中，不会对电网造成影响；

由第四、五、六并联共轭电感分别与第四、五、六电容串联所形成第四、五、六LC谐振电路，其中第四、五、六LC谐振电路中的第四、五、六电容的未与第四、五、六并联共轭电感连接的一端并接在一起，第四、五、六并联共轭电感未与第四、五、六电容连接的一端分别连接在负载的三相上，非线性负载产生的7次谐波干扰经第四、五、六LC谐振电路流回负载，不会对电网造成影响。

在本发明的一个优选实施例中，所述第一、二、三串联共轭电感和第一、二、三、四、五、六并联共轭电感共同绕制在一个共轭磁芯上。

在本发明的一个优选实施例中，所述共轭磁芯上设置有电感的4个轭和9个芯柱，其中电感的4个轭分成第一、二、三、四轭依次由上而下排列在共轭磁芯上，用于绕制第一、二、三串联共轭电感线圈的三个芯柱位于第一、二轭之间，用于绕制第一、二、三并联共轭电感线圈的三个芯柱位于第二、三轭之间，用于绕制第四、五、六并联共轭电感线圈的三个芯柱位于第三、四轭之间。

在本发明的一个优选实施例中，第一、二、三串联共轭电感均为差模电感，第一、二、三、四、五、六并联共轭电感均为共模电感。

在本发明的一个优选实施例中，第一、二、三串联共轭电感的电感量为0.3-2.0mH；第一、二、三并联共轭电感的电感量均为0.5-4.0mH，第一、二、三电容的电容值均为70-600μF；第四、五、六并联共轭电感的电感量均为0.8-4.0mH，第四、五、六并联共轭电感的电感量均为40-200μF。