专利名称：一种采用“无源”方式抑制电网谐波的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电工技术领域，具体的说是一种采用“无源”方式抑制电网谐波的
装置O
背景技术：
军用电子设备在电磁兼容性传导干扰试验(GJB151A-97/CE101)中的超标问题， 已成为电磁兼容性试验项目中的瓶颈问题，其原因主要是由于电子设备开关电源(或软开 关电源)内部的整流滤波回路造成的整流滤波回路造成电子设备输入电流不再保持正弦 形态，而成为间隔的、较大峰值的脉冲波。按照傅里叶变换原理，这个脉冲波可以分解为无 数奇次正弦函数，且低次(3、5、7、9、11)正弦函数幅值较大，表现为低次谐波分量很大，由 此造成的低次谐波传导干扰也很大，最终使得电子设备在CElOl试验中50Hz的3 11倍 频点上超标。虽然设备输入端一般都采用了军用电网滤波器，但由于电网滤波器的“低通” 性能，仅对高频(50kc以上)传导干扰有抑制效果(CE102试验项目)，对于低频段，特别是 50Hz的3 11倍频，则收效甚微。在开关电源前串入“有源”功率因数校正器，可以保持电网电流波形基本正弦波且 与电网电压波形同相位，不仅极大地提高电源的功率因数，而且有效的降低电流奇次谐波 分量的传导干扰。但功率因数校正器也有一些限制场合1、功率因数校正器是AC/DC模块， 即AC220V输入DC360V输出。对开关电源来说，DC360V输入值相当于AC264V的输入值，即 电源长期处在高位电压输入状态工作，其负载能力和可靠性将有所下降；2、机柜或机箱设 备的交流风扇等设备不能直接使用；3、功率因数校正器成本较高。
实用新型内容本实用新型的目的是针对单相小功率军用电子设备的传导干扰问题，采用“无源” 方式制作电网谐波抑制器，抑制器保持交流输出状态，为军用电子设备解决电磁兼容传导 干扰问题提供了一种方便、经济、可靠的装置。本实用新型一种采用“无源”方式抑制电网谐波的装置，包括在电网1和负载5 之间，电抗器L12为串联连接，LC谐振回路3为并联连接，功耗电阻Rl 4并联在输出端上。LC谐振回路3由3个LC谐振单元组成，谐振点分别为50Hz的3、5、11次频点。本实用新型一种采用“无源”方式抑制电网谐波的装置的优点在于通过电抗器 Li、LC谐振回路和功耗电阻Rl组成抑制器的电路拓扑，共同完成抑制谐波的作用；电抗器 Ll抑制输入电流的启动冲击、平缓输入电流尖峰、补偿输入电流间断时负载对电能需求； LC谐振回路(L3C3、L5C5、L11C11)可以使输入电流的奇次(3 11)谐波分量从LC谐振回 路流回电网，维持设备输入电流的连续和近似正弦；功耗电阻Rl可吸收电抗器L和LC谐 振回路这些储能元件在输入断开时内部能量的泄放，并消除或减少抑制器输出的尖峰和杂 波。
图1为采用“无源”方式抑制电网谐波的装置的电路原理图。
具体实施方式
根据图1所示，一种采用“无源”方式抑制电网谐波的装置，包括在电网1和负载5之间，电抗器L12为串联连接，LC谐振回路3为并联连接，功耗电阻R14并联在输出端上。LC谐振回路3由3个LC谐振单元组成，分别为谐振点为50Hz的3、5、11次谐波频
点ο1、电抗器Ll设计要求电抗器Ll的设计首先要根据负载电流的大小来确定，Ll电感量过大则Ll的体积 和重量过大，并会造成输出电压波形畸变严重(接近方波)；电感量过小则抑制不住输入电 流尖峰，对输入电流的整形有限，给后面的LC谐振回路留下较大负担。电抗器Ll要留有一 定气隙，保证其电感的线性稳定。气隙过大，电感量小、浪费材料；气隙过小，电感线性差易 饱和。确定Ll电感量后，在铁芯和线径选择、气隙计算上既要充分考虑Ll体积大小的限 制，又要保证Ll的电感量在一段频率内(50Hz IKHz)变化彡5%，同时电抗器内阻损耗不 致造成其发热严重。设计的参数需通过实际试验结果给予适当地调整。2、LC谐调回路的设计要求从试验中发现谐波抑制需几个谐振回路的共同作用，否则，抑制了高次谐波，低 次谐波会有所抬头。因此，本实用新型LC谐调回路由三个LC谐振单元组成，谐振频点设 计为50Hz的3、5、11次，这样才能保证各次谐波有一个较相同的下降斜率，即下降斜率与 CElOl试验的限制线斜率一致。每个LC谐振单元为串联型单次谐调回路。串联型单次谐调回路的谐振条件是回路中的感抗等于容抗，即X1 = Xe。由于X1 = coL、Xc = 1/coC、ω = 2JIf ；因此L=l/n2w2C式中η为50Hz (基波)的奇次倍数。鉴于50Hz的3 11次频率(150 550Hz)都在低频范围内，LC回路中L铁芯的 选择，要充分考虑到各个LC回路设计的谐振频率点，选择合适的铁芯，使之具有较为稳定 的电感量。由于材料性能、工艺制作等方面的偏差，设计计算值还要通过实际试验做出相应 的调整。
权利要求一种采用“无源”方式抑制电网谐波的装置，其特征在于在电网(1)和负载(5)之间，电抗器L1(2)为串联连接，LC谐振回路(3)为并联连接，功耗电阻R1(4)并联在输出端上。
2.根据权利要求1所述的一种采用“无源”方式抑制电网谐波的装置，其特征在于LC 谐振回路(3)由3个LC谐振单元组成，谐振点分别为50Hz的3、5、11次频点。
专利摘要一种采用“无源”方式抑制电网谐波的装置，包括在电网(1)和负载(5)之间，电抗器L1(2)为串联连接，LC谐振回路(3)为并联连接，功耗电阻R1(4)并联在输出端上。其优点是通过电抗器L1、LC谐振回路和功耗电阻R1组成抑制器的电路拓扑，共同完成抑制谐波的作用；电抗器L1抑制输入电流的启动冲击、平缓输入电流尖峰、补偿输入电流间断时负载对电能需求；LC谐振回路可以使输入电流的奇次谐波分量从LC谐振回路流回电网，维持设备输入电流的连续和近似正弦；功耗电阻R1可吸收电抗器L和LC谐振回路这些储能元件在输入断开时内部能量的泄放，并消除或减少抑制器输出的尖峰和杂波。
文档编号H02J3/01GK201576940SQ200920289530
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者朱华, 杜华, 郑笑风, 黄群 申请人:中国船舶重工集团公司第七○九研究所