专利名称：：低压无谐波变频器的制作方法
技术领域：
：本实用新型属于变频器
技术领域：
，尤其是一种低压无谐波变频器。
背景技术：
：随着电力电子技术的发展，交流变频技术已经走向成熟，应用该技术的变频器具有调速平滑、范围大、效率高、启动电流小、运动平稳的优点，其节能效果明显。交流变频调速系统已逐渐取代了传统的滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。通用型的变频器主要由整流电路、中间直流环节、逆变电路和控制电路组成，整流电路的输入端连接设置在壳体上的三相交流电输入端子，整流电路的输出端连接中间直流环节的输入端，中间直流环节的输出端连接逆变电路的输入端，逆变电路的输出端连接设置在壳体上的三相输出端子。其工作原理是整流电路将变频器的三相电输入端子输入的三相交流电转换成直流电，该直流电输入至中间直流环节，采用电容或电抗器进行平波，滤除脉动电压或电流，最后经逆变电路变换为三相交流电后输出。在低压变频器中，整流电路采用6脉冲二极管不可控桥式整流电路，其输出电流经过中间直流环节处理后仍含有较大的高次谐波分量，这些含有高次谐波分量的电流注入公用电网后会造成较大的谐波污染，易导致同一电网上的其它用电设备无法正常运行。降低电网功率因数，增加电能损耗，干扰控制仪表等，尤其是高精度仪表、微电子控制的自动化程度较高的调速系统中，谐波干扰的问题显现非常突出。一般未做谐波污染处理的变频器的电网总谐波污染通常为5070%左右，欧美或日本的一些进口品牌的变频器的谐波污染也是如此，即使在中间直流环节中增加直流电抗器也只能将高低谐波分量下降310%左右，仍然与国家要求的标准相差许多。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低廉且能有效降低高次谐波对电网中其它设备干扰、适用于高精度仪表、微电子等自动化程度较高的调速系统以及节电改造中大功率电动机驱动场合的低压无谐波变频器。[0004]本实用新型采取的技术方案是—种低压无谐波变频器，包括壳体以及壳体内设置的整流电路、中间直流环节、逆变电路和壳体上设置的三相交流电输入端子和三相交流电输出端子，其特征在于所述的整流电路是两个六脉冲整流电路串联组成的十二脉冲整流电路，该十二脉冲整流电路的输出端连接中间直流环节的输入端，该十二脉冲整流电路中的一个六脉冲整流电路的输入端连接壳体内设置的移相变压器二次绕组星形输出端，另一个六脉冲整流电路的输入端连接壳体内设置的移相变压器二次绕组三角形输出端，该移相变压器的一次绕组连接设置在壳体上的三相交流电输入端子。而且，所述的移相变压器二次绕组星形输出端和二次绕组三角形输出端输出的电压相位相差30。。[0007]而且，所述移相变压器的一次绕组的接法为星形接法。而且，所述移相变压器的一次绕组与二次侧星形绕组、三角形绕组的匝数比为2:1:VJ。而且，所述十二脉冲整流电路中的每个二极管的反向击穿电压为V^倍的移相变压器二次侧线电压。而且，所述壳体上设置的三相交流电输出端子通过一交流电抗器连接负载。[0011]本实用新型的优点和积极效果是1.本变频器改进了通用型变频器的整流电路，新的整流电路由串联的移相变压器和十二脉冲整流电路组成。其连接关系是十二脉冲整流电路为两个六脉冲整流电路串联组成，其输出端连接中间直流环节的输入端；该十二脉冲整流电路的输入端通过一移相变压器连接变频器壳体上设置的三相交流电输入端子。改进后的整流电路与中间直流环节中的直流电抗器和变频器三相交流电输出端子串联的交流电抗器相互配合，使输入总谐波电流(THD)抑制到10%以下，无5、7次谐波。2.本变频器中的移相变压器一次侧绕组为星形或三角形接法，一个二次绕组为星形接法，另一个二次绕组为三角形接法，该三个绕组的匝数比为2:1:"s/J，该移相变压器中的一个星形接法的二次绕组连接一个六脉冲整流电路的输入端，另一个三角形接法的二次绕组连接另一个六脉冲整流电路的输入端，上述两个六脉冲整流电路串联组成一十二脉冲整流电路，该十二脉冲整流电路的电流输出为两个六脉冲整流电路输出电流的叠加，其中的5、7、17、19、...次谐波相互抵消，注入电网的只有11、13、23、25等各次谐波，其有效值与与谐波次数成反比。3.本实用新型在保留现有变频器功能的基础上，对整流电路进行了改进，经过改进不仅减少了交流输入电流的谐波，使直流脉动频率为600Hz，与现有的六脉冲整流电路相比，减小了谐波电流值和直流输出电压中的谐波幅值；同时相应提高了电能的利用率，谐波抑制效果接近国标GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》中所规定的标准。是一种干扰小、适用于高精度仪表、微电子等自动化程度较高调速系统以及节电改造中大功率电动机驱动场合的绿色环保型变频器。图1是本实用新型的电路方框图；图2是移相变压器和十二脉冲整流电路的电路连接原理图。具体实施方式下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。—种低压无谐波变频器，如图12所示，包括壳体1以及壳体内设置的整流电路、中间直流环节、逆变电路和壳体上设置的三相交流电输入端子和三相交流电输出端子，本实用新型的创新在于整流电路是两个六脉冲整流电路串联组成的十二脉冲整流电路，该十二脉冲整流电路的输出端连接中间直流环节的输入端，这个环节采用电容或电抗器进行平波，滤除脉动电压或电流，该十二脉冲整流电路中的第一六脉冲整流电路3的输入端连接壳体内设置的移相变压器2的星形二次绕组输出端，第二六脉冲整流电路4的输入端连接壳体内设置的移相变压器的三角形二次绕组输出端，该移相变压器的一次绕组的三个输入端分别连接设置在壳体上的三相交流电输入端子R、S、T。移相变压器的一次绕组的接法为星形接法，该一次绕组与二次侧星形绕组和三角形绕组的匝数比为2:1:V^。在变频器壳体上设置的三相交流电输出端子U、V、W串联一交流电抗器AL，变频器逆变后的输出通过该交流电抗器输送至负载。壳体上设置的？/+和？1端子之间连接一制动电阻RP，在P/+和Pl端子之间连接一直流电抗器DL。在壳体内还设置有用于控制变频器工作的控制电路和用于提供人机交互的显示电路，该两个电路与中间直流环节和逆变电路一样均为现有技术，在此不做详细描述。移相变压器星形二次绕组输出端和三角形二次绕组输出端输出的电压大小相同，但相位相差30°电角度，其输出经过两个六脉冲整流电路处理，网侧电流的计算如下第一六脉冲整流电路的网侧电流傅立叶级数展开为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>第二六脉冲整流电路的网侧电流傅立叶级数展开为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>合成后的网侧电流为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>[0029]由合成后的网侧电流Ia可知，两个六脉冲整流电路产生的5、7、17、19、…次谐波相互抵消，注入电网的只有11、13、23、25、…等各次谐波，其有效值与谐波次数成正比。为保证直流电压的脉动均匀，两个脉冲整流电路中的每个二极管的特性和参数应一致，每个二极管的反向击穿电压为^倍的移相变压器二次侧线电压。本实用新型的谐波理论计算结果见表1:表l:理论计算结果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>采用C.A8230电能质量分析仪对本实用新型与相同功率的通用变频器(六脉冲)进行谐波测量，实测结果见表2:表2:实际测量结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表1和表2的结果可知，本实用新型消除了5、7次谐波，输入总谐波电流(THD)和输出谐波得到了很好的抑制，降低了变频器对同一电网中其它用电设备的谐波干扰，相应的提高了电能的利用率，适用于高精度仪表、微电子等自动化程度较高的调速系统以及节电改造中大功率电动机驱动场合。权利要求一种低压无谐波变频器，包括壳体以及壳体内设置的整流电路、中间直流环节、逆变电路和壳体上设置的三相交流电输入端子和三相交流电输出端子，其特征在于所述的整流电路是两个六脉冲整流电路串联组成的十二脉冲整流电路，该十二脉冲整流电路的输出端连接中间直流环节的输入端，该十二脉冲整流电路中的一个六脉冲整流电路的输入端连接壳体内设置的移相变压器二次绕组星形输出端，另一个六脉冲整流电路的输入端连接壳体内设置的移相变压器二次绕组三角形输出端，该移相变压器的一次绕组连接设置在壳体上的三相交流电输入端子。2.根据权利要求1所述的低压无谐波变频器，其特征在于所述的移相变压器二次绕组星形输出端和二次绕组三角形输出端输出的电压相位相差30°。3.根据权利要求1所述的低压无谐波变频器，其特征在于所述移相变压器的一次绕组的接法为星形接法。4.根据权利要求1所述的低压无谐波变频其特征在于所述移相变压器的一次绕组与二次侧星形绕组、三角形绕组的匝数比为2:1:VJ。5.根据权利要求1所述的低压无谐波变频器，其特征在于所述十二脉冲整流电路中的每个二极管的反向击穿电压为v^倍的移相变压器二次侧线电压。6.根据权利要求1所述的低压无谐波变频器，其特征在于所述壳体上设置的三相交流电输出端子通过一交流电抗器连接负载。专利摘要本实用新型涉及一种低压无谐波变频器，包括壳体以及壳体内设置的整流电路、中间直流环节、逆变电路和壳体上设置的三相交流电输入端子和三相交流电输出端子，所述的整流电路是两个六脉冲整流电路串联组成的十二脉冲整流电路，该十二脉冲整流电路的输出端连接中间直流环节的输入端，该十二脉冲整流电路连接壳体内设置的移相变压器的输出端，该移相变压器的一次绕组连接设置在壳体上的三相交流电输入端子。本实用新型减少了交流输入电流的谐波，使直流脉动频率为600Hz，与现有技术相比，减小了谐波电流值和直流输出电压中的谐波幅值，是一种适用于高精度仪表、微电子等自动化程度较高的调速系统以及节电改造中大功率电动机驱动场合，属于绿色环保型变频器。文档编号H02M1/12GK201466982SQ20092009785公开日2010年5月12日申请日期2009年7月22日优先权日2009年7月22日发明者李德永,李文斌申请人:张旗