专利名称：谐波电流吸收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种谐波电流吸收器。
背景技术：
目前，二极管、晶闸管、IGBT等电力电子器件在各种供用电领域得到了越 来越多的应用，这在一定程度上提高了供用电设备的灵活可控性，优化了供用 电设备的技术性能。但与此同时，由于电力电子器件固有的非线性特性，使得 越来越多的供用电设备成为了谐波产生源，对电网的干扰作用变得越来越严 重，也越来越复杂化，这在一定程度上恶化了电网的供电质量，影响了同一电 网中的其他用电设备及用电客户。在电力系统中，谐波污染与电磁干扰、功率 因数降低已经成为了三大公害。传统的解决谐波污染问题的方法一般是在公用 电网公共连接点处并接各种类型的谐波抑制设备，主要分为无源滤波器和有源 滤波器两类，这种滤波设备较好地解决了谐波对公用电网所造成的污染，但却 并没有从谐波产生的源头上解决谐波对主要供用电设备所造成的危害。特别 是，所并接的各种类型的阻抗控制型谐波抑制设备在一定程度上改变了电力网 络的阻抗结构，由于电网背景谐波以及潜在的特定次谐波频率下的串/并联谐 振导致的谐波放大等因素的客观存在，使得传统的滤波方式易对电力系统的安 全运行来说带来隐患。同时，现有的滤波吸收装置为了达到合理的工程设计的 要求以及补偿部分容量的无功功率，必然通过一定含量的基波电流，从而造成了一定程度上的电能浪费。
发明内容
为了解决现有谐波吸收装置存在的上述技术问题，本发明提供一种效果好 的谐波电流吸收器。本发明装置在谐波频率下呈很低的阻抗，对特定次谐波具
有很好的吸收效果；并且，在基波频率下呈近似开路的高阻抗特性，能够阻止 基波电流通过。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是包括并联电路和串联电路，
所述并联电路由电容Cl和电抗器U并联组成，并联电路再与一电抗器L2组 成串联电路，且电容C1和电抗器L1的取值需满足￡1=|，电抗值L2和电容
值d的取值需满足A二 2 1 2 ，力为谐波次数。
上述的谐波电流吸收器中，包括多个并联的谐波电流吸收器，每个谐波电 流吸收器的谐波次数不相同。
本发明的技术效果在于本发明中并联电路的谐振频率为基波频率，可以 阻止基波电流通过，降低基波损耗，同时串联电路对选定的特定次谐波频率呈 很低的阻抗，可以滤除特定次谐波电流，多个这样的谐波电流吸收器并联后， 可以滤除主要的特定次谐波电流，这样可以在谐波发生源处对谐波加以抑制， 避免其窜入公用电网而扩大危害。另外，本发明与传统的无源滤波器相比，也
具有更好的阻抗频率特性，在调谐频率附近具有更低的阻抗性能，大大降低失 谐对滤波效果的不良影响，且在比较宽的高次谐波频率段内呈低阻抗，对高次 谐波而言，具有高通低阻抗的特性，能够在很宽的谐波频率段内滤除高次谐波 电流。此外，本发明的电抗器可采用超导电抗器，使得谐波吸收装置基本上无基波损耗及电抗器损耗。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明实施例1的电原理图。
图2是本发明实施例2的电原理图。 图3是本发明实施例2的综合阻抗频率特性。 图4是本发明实施例2的综合阻抗频率特性局部放大图。
具体实施例方式
参见图l，本发明包括并联电路和串联电路，所述并联电路由电容C1和电 抗器L1并联组成，并联电路再与一电抗器L2组成串联电路。为了达到阻止基波 电流，降低基波损耗的目的，并联部分的电抗器与电容器在基波频率下需要满 足并联谐振的条件，艮P:
Zu+ZCZ,+^^0 (1)
，c,
由此可得并联部分电抗器的电抗值与电容值满足如下关系
A=; (2)
为了有效滤除W欠谐波电流，并联部分与串联部分器件在W欠谐波频率下的
综合谐波阻抗应满足如下关系
Z 1
(3)
由上式结合式(2)可得，串联电路中电抗器的电抗值L2与并联电路电容值
d应满足如下关系丄，=.
_J_
(/22 — 1) 2C
(4)
式(2)、 (4)表征了谐波电流吸收器在阻止基波电流、吸收W欠谐波电流时， 并联部分和串联部分器件在基本参数设计时所需要满足的阻抗约束关系。
同时，为了降低谐波吸收器的基波损耗与谐波损耗，并联部分和串联部分
的电抗器可采用超导电抗器，并且其品质因数^和込应满足如下关系
(5)
込
凡
丄2
1000
(6)
在实际应用时，根据非线性负载的谐波特性，为了吸收相应的主要次谐波 电流，谐波电流吸收器通常是多套图l所示的谐波电流吸收器并联组成，如图2 所示，图中并接的三个谐波电流吸收器分别用于吸收5、 7、 ll次谐波电流，并 同时阻止基波电流。
图3、 4所示为图2实施例中谐波电流吸收器的综合阻抗频率特性及其局部 放大图。由图可知，谐波电流吸收器在吸收频率附近呈低阻抗，这意味着，即 使存在一定的频偏或者失谐，本发明对于谐波电流依然具有一定的滤波效果； 而且，在高次谐波频率下依然具有较低的阻抗特征，这意味着本发明具有高通 滤波的性能，即使不增加高通滤波器，依然对高次谐波具有一定的滤波效果。
权利要求
1.一种谐波电流吸收器，其特征在于包括并联电路和串联电路，所述并联电路由电容C1和电抗器L1并联组成，并联电路再与一电抗器L2组成串联电路，且电容C1和电抗器L1的取值需满足<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><msup> <mi>ω</mi> <mn>2</mn></msup><msub> <mi>C</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0001" file="A2009100425720002C1.tif" wi="20" he="10" top= "51" left = "123" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>电抗值L2和电容值C1的取值需满足<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mn>1</mn> <mrow><mrow> <mo>(</mo> <msup><mi>h</mi><mn>2</mn> </msup> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow><msup> <mi>ω</mi> <mn>2</mn></msup><msub> <mi>C</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>,</mo> </mrow>]]></math> id="icf0002" file="A2009100425720002C2.tif" wi="33" he="10" top= "67" left = "55" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>h为谐波次数。
2. 根据权利要求1所述的谐波电流吸收器，其特征在于包括多个并联的谐波电流吸收器，每个谐波电流吸收器的谐波次数不相同。
3. 根据权利要求1所述的谐波电流吸收器，其特征在于所述的电抗器Ll、 L2为超导电抗器。
全文摘要
本发明公开了一种谐波电流吸收器。它包括并联电路和串联电路，所述并联电路由电容C1和电抗器L1并联组成，并联电路再与一电抗器L2组成串联电路，并联部分在基波频率下并联谐振，可以阻止基波电流通过；并联部分与串联部分具有在特定次谐波频率下近似等于0的低阻抗，可以吸收特定次谐波电流，在谐波源处实现谐波治理。本发明能从谐波发生源处对谐波加以治理，并且在基波频率下呈近似开路的高阻抗特性，大大降低基波损耗及电抗器的损耗。同时本发明具有良好的综合阻抗频率特性，能够在发生频偏、失谐时保持较好的滤波效果，并且兼具高通滤波的特性，对高次谐波电流也具有一定的滤波效果。
文档编号H02J3/01GK101552471SQ20091004257
公开日2009年10月7日 申请日期2009年1月21日 优先权日2009年1月21日
发明者宁志毫, 张志文, 勇 李, 熊芝耀, 罗隆福, 董叔大, 许加柱 申请人:湖南大学