專利名稱：：低壓無諧波變頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型屬于變頻器
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種低壓無諧波變頻器。
背景技術(shù)：
：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻技術(shù)已經(jīng)走向成熟，應(yīng)用該技術(shù)的變頻器具有調(diào)速平滑、范圍大、效率高、啟動(dòng)電流小、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，其節(jié)能效果明顯。交流變頻調(diào)速系統(tǒng)已逐漸取代了傳統(tǒng)的滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來越廣泛的應(yīng)用于冶金、紡織、印染、煙機(jī)生產(chǎn)線及樓宇、供水等領(lǐng)域。通用型的變頻器主要由整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、逆變電路和控制電路組成，整流電路的輸入端連接設(shè)置在殼體上的三相交流電輸入端子，整流電路的輸出端連接中間直流環(huán)節(jié)的輸入端，中間直流環(huán)節(jié)的輸出端連接逆變電路的輸入端，逆變電路的輸出端連接設(shè)置在殼體上的三相輸出端子。其工作原理是整流電路將變頻器的三相電輸入端子輸入的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電，該直流電輸入至中間直流環(huán)節(jié)，采用電容或電抗器進(jìn)行平波，濾除脈動(dòng)電壓或電流，最后經(jīng)逆變電路變換為三相交流電后輸出。在低壓變頻器中，整流電路采用6脈沖二極管不可控橋式整流電路，其輸出電流經(jīng)過中間直流環(huán)節(jié)處理后仍含有較大的高次諧波分量，這些含有高次諧波分量的電流注入公用電網(wǎng)后會(huì)造成較大的諧波污染，易導(dǎo)致同一電網(wǎng)上的其它用電設(shè)備無法正常運(yùn)行。降低電網(wǎng)功率因數(shù)，增加電能損耗，干擾控制儀表等，尤其是高精度儀表、微電子控制的自動(dòng)化程度較高的調(diào)速系統(tǒng)中，諧波干擾的問題顯現(xiàn)非常突出。一般未做諧波污染處理的變頻器的電網(wǎng)總諧波污染通常為5070%左右，歐美或日本的一些進(jìn)口品牌的變頻器的諧波污染也是如此，即使在中間直流環(huán)節(jié)中增加直流電抗器也只能將高低諧波分量下降310%左右，仍然與國家要求的標(biāo)準(zhǔn)相差許多。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且能有效降低高次諧波對(duì)電網(wǎng)中其它設(shè)備干擾、適用于高精度儀表、微電子等自動(dòng)化程度較高的調(diào)速系統(tǒng)以及節(jié)電改造中大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)場合的低壓無諧波變頻器。[0004]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是—種低壓無諧波變頻器，包括殼體以及殼體內(nèi)設(shè)置的整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、逆變電路和殼體上設(shè)置的三相交流電輸入端子和三相交流電輸出端子，其特征在于所述的整流電路是兩個(gè)六脈沖整流電路串聯(lián)組成的十二脈沖整流電路，該十二脈沖整流電路的輸出端連接中間直流環(huán)節(jié)的輸入端，該十二脈沖整流電路中的一個(gè)六脈沖整流電路的輸入端連接殼體內(nèi)設(shè)置的移相變壓器二次繞組星形輸出端，另一個(gè)六脈沖整流電路的輸入端連接殼體內(nèi)設(shè)置的移相變壓器二次繞組三角形輸出端，該移相變壓器的一次繞組連接設(shè)置在殼體上的三相交流電輸入端子。而且，所述的移相變壓器二次繞組星形輸出端和二次繞組三角形輸出端輸出的電壓相位相差30。。[0007]而且，所述移相變壓器的一次繞組的接法為星形接法。而且，所述移相變壓器的一次繞組與二次側(cè)星形繞組、三角形繞組的匝數(shù)比為2:1:VJ。而且，所述十二脈沖整流電路中的每個(gè)二極管的反向擊穿電壓為V^倍的移相變壓器二次側(cè)線電壓。而且，所述殼體上設(shè)置的三相交流電輸出端子通過一交流電抗器連接負(fù)載。[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1.本變頻器改進(jìn)了通用型變頻器的整流電路，新的整流電路由串聯(lián)的移相變壓器和十二脈沖整流電路組成。其連接關(guān)系是十二脈沖整流電路為兩個(gè)六脈沖整流電路串聯(lián)組成，其輸出端連接中間直流環(huán)節(jié)的輸入端；該十二脈沖整流電路的輸入端通過一移相變壓器連接變頻器殼體上設(shè)置的三相交流電輸入端子。改進(jìn)后的整流電路與中間直流環(huán)節(jié)中的直流電抗器和變頻器三相交流電輸出端子串聯(lián)的交流電抗器相互配合，使輸入總諧波電流(THD)抑制到10%以下，無5、7次諧波。2.本變頻器中的移相變壓器一次側(cè)繞組為星形或三角形接法，一個(gè)二次繞組為星形接法，另一個(gè)二次繞組為三角形接法，該三個(gè)繞組的匝數(shù)比為2:1:"s/J，該移相變壓器中的一個(gè)星形接法的二次繞組連接一個(gè)六脈沖整流電路的輸入端，另一個(gè)三角形接法的二次繞組連接另一個(gè)六脈沖整流電路的輸入端，上述兩個(gè)六脈沖整流電路串聯(lián)組成一十二脈沖整流電路，該十二脈沖整流電路的電流輸出為兩個(gè)六脈沖整流電路輸出電流的疊加，其中的5、7、17、19、...次諧波相互抵消，注入電網(wǎng)的只有11、13、23、25等各次諧波，其有效值與與諧波次數(shù)成反比。3.本實(shí)用新型在保留現(xiàn)有變頻器功能的基礎(chǔ)上，對(duì)整流電路進(jìn)行了改進(jìn)，經(jīng)過改進(jìn)不僅減少了交流輸入電流的諧波，使直流脈動(dòng)頻率為600Hz，與現(xiàn)有的六脈沖整流電路相比，減小了諧波電流值和直流輸出電壓中的諧波幅值；同時(shí)相應(yīng)提高了電能的利用率，諧波抑制效果接近國標(biāo)GB/T14549-93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》中所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。是一種干擾小、適用于高精度儀表、微電子等自動(dòng)化程度較高調(diào)速系統(tǒng)以及節(jié)電改造中大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)場合的綠色環(huán)保型變頻器。圖1是本實(shí)用新型的電路方框圖；圖2是移相變壓器和十二脈沖整流電路的電路連接原理圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍?！N低壓無諧波變頻器，如圖12所示，包括殼體1以及殼體內(nèi)設(shè)置的整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、逆變電路和殼體上設(shè)置的三相交流電輸入端子和三相交流電輸出端子，本實(shí)用新型的創(chuàng)新在于整流電路是兩個(gè)六脈沖整流電路串聯(lián)組成的十二脈沖整流電路，該十二脈沖整流電路的輸出端連接中間直流環(huán)節(jié)的輸入端，這個(gè)環(huán)節(jié)采用電容或電抗器進(jìn)行平波，濾除脈動(dòng)電壓或電流，該十二脈沖整流電路中的第一六脈沖整流電路3的輸入端連接殼體內(nèi)設(shè)置的移相變壓器2的星形二次繞組輸出端，第二六脈沖整流電路4的輸入端連接殼體內(nèi)設(shè)置的移相變壓器的三角形二次繞組輸出端，該移相變壓器的一次繞組的三個(gè)輸入端分別連接設(shè)置在殼體上的三相交流電輸入端子R、S、T。移相變壓器的一次繞組的接法為星形接法，該一次繞組與二次側(cè)星形繞組和三角形繞組的匝數(shù)比為2:1:V^。在變頻器殼體上設(shè)置的三相交流電輸出端子U、V、W串聯(lián)一交流電抗器AL，變頻器逆變后的輸出通過該交流電抗器輸送至負(fù)載。殼體上設(shè)置的？/+和？1端子之間連接一制動(dòng)電阻RP，在P/+和Pl端子之間連接一直流電抗器DL。在殼體內(nèi)還設(shè)置有用于控制變頻器工作的控制電路和用于提供人機(jī)交互的顯示電路，該兩個(gè)電路與中間直流環(huán)節(jié)和逆變電路一樣均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不做詳細(xì)描述。移相變壓器星形二次繞組輸出端和三角形二次繞組輸出端輸出的電壓大小相同，但相位相差30°電角度，其輸出經(jīng)過兩個(gè)六脈沖整流電路處理，網(wǎng)側(cè)電流的計(jì)算如下第一六脈沖整流電路的網(wǎng)側(cè)電流傅立葉級(jí)數(shù)展開為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>第二六脈沖整流電路的網(wǎng)側(cè)電流傅立葉級(jí)數(shù)展開為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>合成后的網(wǎng)側(cè)電流為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>[0029]由合成后的網(wǎng)側(cè)電流Ia可知，兩個(gè)六脈沖整流電路產(chǎn)生的5、7、17、19、…次諧波相互抵消，注入電網(wǎng)的只有11、13、23、25、…等各次諧波，其有效值與諧波次數(shù)成正比。為保證直流電壓的脈動(dòng)均勻，兩個(gè)脈沖整流電路中的每個(gè)二極管的特性和參數(shù)應(yīng)一致，每個(gè)二極管的反向擊穿電壓為^倍的移相變壓器二次側(cè)線電壓。本實(shí)用新型的諧波理論計(jì)算結(jié)果見表1:表l:理論計(jì)算結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>采用C.A8230電能質(zhì)量分析儀對(duì)本實(shí)用新型與相同功率的通用變頻器(六脈沖)進(jìn)行諧波測量，實(shí)測結(jié)果見表2:表2:實(shí)際測量結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表1和表2的結(jié)果可知，本實(shí)用新型消除了5、7次諧波，輸入總諧波電流(THD)和輸出諧波得到了很好的抑制，降低了變頻器對(duì)同一電網(wǎng)中其它用電設(shè)備的諧波干擾，相應(yīng)的提高了電能的利用率，適用于高精度儀表、微電子等自動(dòng)化程度較高的調(diào)速系統(tǒng)以及節(jié)電改造中大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)場合。權(quán)利要求一種低壓無諧波變頻器，包括殼體以及殼體內(nèi)設(shè)置的整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、逆變電路和殼體上設(shè)置的三相交流電輸入端子和三相交流電輸出端子，其特征在于所述的整流電路是兩個(gè)六脈沖整流電路串聯(lián)組成的十二脈沖整流電路，該十二脈沖整流電路的輸出端連接中間直流環(huán)節(jié)的輸入端，該十二脈沖整流電路中的一個(gè)六脈沖整流電路的輸入端連接殼體內(nèi)設(shè)置的移相變壓器二次繞組星形輸出端，另一個(gè)六脈沖整流電路的輸入端連接殼體內(nèi)設(shè)置的移相變壓器二次繞組三角形輸出端，該移相變壓器的一次繞組連接設(shè)置在殼體上的三相交流電輸入端子。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓無諧波變頻器，其特征在于所述的移相變壓器二次繞組星形輸出端和二次繞組三角形輸出端輸出的電壓相位相差30°。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓無諧波變頻器，其特征在于所述移相變壓器的一次繞組的接法為星形接法。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓無諧波變頻其特征在于所述移相變壓器的一次繞組與二次側(cè)星形繞組、三角形繞組的匝數(shù)比為2:1:VJ。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓無諧波變頻器，其特征在于所述十二脈沖整流電路中的每個(gè)二極管的反向擊穿電壓為v^倍的移相變壓器二次側(cè)線電壓。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓無諧波變頻器，其特征在于所述殼體上設(shè)置的三相交流電輸出端子通過一交流電抗器連接負(fù)載。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種低壓無諧波變頻器，包括殼體以及殼體內(nèi)設(shè)置的整流電路、中間直流環(huán)節(jié)、逆變電路和殼體上設(shè)置的三相交流電輸入端子和三相交流電輸出端子，所述的整流電路是兩個(gè)六脈沖整流電路串聯(lián)組成的十二脈沖整流電路，該十二脈沖整流電路的輸出端連接中間直流環(huán)節(jié)的輸入端，該十二脈沖整流電路連接殼體內(nèi)設(shè)置的移相變壓器的輸出端，該移相變壓器的一次繞組連接設(shè)置在殼體上的三相交流電輸入端子。本實(shí)用新型減少了交流輸入電流的諧波，使直流脈動(dòng)頻率為600Hz，與現(xiàn)有技術(shù)相比，減小了諧波電流值和直流輸出電壓中的諧波幅值，是一種適用于高精度儀表、微電子等自動(dòng)化程度較高的調(diào)速系統(tǒng)以及節(jié)電改造中大功率電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)場合，屬于綠色環(huán)保型變頻器。文檔編號(hào)H02M1/12GK201466982SQ20092009785公開日2010年5月12日申請(qǐng)日期2009年7月22日優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日發(fā)明者李德永,李文斌申請(qǐng)人:張旗