[发明专利]电力电路谐波量校正系统、电马达控制系统和制冷压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子和电马达的领域。更具体地，本发明描述了一种用于校正电力电路中的谐波含量的系统、一种用于控制电马达的系统和一种制冷压缩机。

背景技术

当前，各种类型的电马达(通常是交流马达)使用称为频率变换器(frequency inverter)的装置来控制马达，诸如速度控制、启动和其它参数。

然而，变换器具有非线性的电压和电流函数，也就是说，其不遵循直线。非线性元件使其供给源被大量低次谐波污染，由此作用于其供给源，从而使得供给失真并且造成电力质量下降和配电网尺寸扩大。

由于电流和电压失真的影响，可能出现设施的电气损耗增大和元件(线缆、变压器、电容器组、马达等)过热，以及功率因数下降。考虑到这些情况，在网络的输入处添加电抗元件(诸如电感器)以降低谐波含量。

电力系统可以是任意类型的电马达、制冷机、压缩机和/或吸收和消耗功率的其它装置。特别地，在消耗大量功率的电路中，高的电流流经所述电感器。为了甚至在瞬态下也能维持电感器的电感特性来设计该电感器的尺寸，直接影响了电感器铁芯，并从而影响了电感器的大小。因而，电感器在电路中占用较大的空间，使其昂贵、笨重和/或非常庞大，这经常使得设备在经济上不可行或者导致了较高的能量消耗。

本发明提供了这些问题的解决方案。查阅文献后，发现没有文献预测或暗示本发明的教导，因此在发明人看来，鉴于本技术领域的现状，本文所提出的解决方案具有新颖性和创造性。

发明内容

本发明的目的在于通过一种用于校正电力系统中的电流的谐波含量的系统来解决本技术领域的现状的问题，该系统的特征在于包括电感器，该电感器的大小被设计为在最大负载状况下以饱和铁芯工作，从而允许其相对于传统的电感器具有较小的尺寸、重量和成本。

本发明的目的之一是一种用于校正电力电路中的电流的谐波含量的系统，该系统包括当电路在最大负载工作状况下工作时饱和的电感器(L)。

本发明的另一目的是一种用于控制电马达的系统，该系统包括用于校正电流的谐波含量的电路，其具有当马达在最大负载处工作时饱和的电感器(L)。

本发明的又一目的是一种制冷压缩机，其包括用于控制电马达的系统，包括用于校正电流的谐波含量的电路，其具有当马达在最大负载处工作时饱和的电感器(L)。

本领域技术人员和对本领域感兴趣的公司将容易地理解本发明的这些和其它目的，并且在下面的描述中将充分详细地描述本发明的这些和其它目的以对其进行再现。

附图说明

为了更好地限定和阐明本专利申请的内容，给出以下附图：

图1示出了在制冷压缩机的降温循环(pull-down cycle)期间，电感和流经电感器的电流的比较示意图。

图2示出了当传统电感器和在饱和区域内工作的本发明的系统的实施例的电感器两者均工作在饱和区域内时其中的电流的比较示意图。

图3示出了本发明的位于系统中的上游的电感器(L)的实施例。

图4示出了本发明的位于系统中的下游的电感器(L)的第二实施例。

图5示出了具体的实例，其中在电感器设计中应用了数学关系其中参数Ae指示磁性元件的截面积。

具体实施方式

在各种应用中，连接到电力系统的电马达的电流消耗呈现变化，也就是说，所述马达使用工作电流，并且在特定时刻，其需要较多电力，从而对电流的增大有影响。该增大是瞬时的并且通常呈现短的持续时间。

本发明提供一种用于校正电力系统中的电流的谐波含量的系统，其特征在于包括电感器，该电感器的大小被设计为使电感器在最大负载状况下以饱和铁芯工作，从而使其相对于传统的电感器具有较小的尺寸、重量和成本。

本发明的目的之一是一种用于校正电力电路中的电流的谐波含量的系统，该系统包括当电路在最大负载工作状况下工作时饱和的电感器(L)。

在一个实施例中，所述系统包括：

a.整流系统；

b.与用于控制马达的至少一个转换器相关联的至少一个电容性滤波器；以及

c.至少一个电感器(L)，当电路在最大负载工作状况下工作时该至少一个电感器(L)的铁芯饱和。

在一个实施例中，所述转换器为频率变换器。在一个实施例中，所述电感器(L)在最大负载工作状况期间提供可检测的电感减小。在一个实施例中，所述系统包括：整流系统(31)；电容性滤波器(32)；被配置为操作电马达(34)的频率变换器(33)；以及电感器(L)。