专利名称：一种单次谐波电流抑制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于家用电器变频电路中抑制变频技术原因引起的谐波电流问题的单次谐波电流抑制器。
技术背景随着家用电器使用的普及和人们对其品质因素要求的提高，变频技术的大量应用，给普通工业电器行业和家用电器行业带来了新的便利，特别是在电机调速技术中，变频技术已被广泛应用，但是由于变频技术的电路因素而引发的谐波电流也带来了不少的负面效应，已经被科技界、电器生产界以及国家行业标准制定部门广泛关注。从社会关注的现实问题来看，谐波电流主要引发了以下几方面的问题一是使部分发电厂发出来的电能无法充分利用，引起电网电能利用率低；二是使电网中电流值增大，电路电线的直径等品质因素要求加大；三是谐波电流的加大容易使电路本身发热耗电，甚至于引起火灾；四是谐波电流偏大还能引起公共电网品质变差，影响其他用户用电质量等等。为了解决这些问题，国家主管部门针对各个不同行业，制定了不同的谐波电流控制标准，如对空调、冰箱等家用电器行业应执行GB17625.1-2003的标准。面对国家的限制要求，家电行业的工程技术人员都在采取各种方法来实现国标的技术要求，从技术上和电路设计上寻找提高电路功率因数的通道，抑制谐波电流的影响。目前所采取的主要方法有两类一类是有源功率因数校正电路(有源PFC POWER FACTOR CORRECTION)，该方法在大功率的电站等地方使用难度较大，而较适用于在小功率的电器电路中使用，但由于其电路设计成本较高，影响了电器本身的市场价格竞争力；另一类采用电容补偿法(并联电容法)，这种方法在已公开的文献中均有记载，比较适用于配电站等大功率场合，而对家电类小功率电路场合使用的很少，其主要原因在于采用专用电力功率补偿电容同样造成电器的成本加大问题。本实用新型旨在寻求一种简单有效而且成本低、技术实现难度小的克服上述现有技术缺点的谐波电流抑制装置，特别是要设计一种适用于用电功率小于3千瓦情况下抑制谐波电流的电路方案。
技术内容为了实现上述提到的设计目的，特别是要解决小功率家用电器中的谐波电流问题，本实用新型是这样实现的。在现有的变频电路中的输入端让220伏的交流市电先流入通过互感耦合带有谐振电路的前置滤波电路(或前级滤波器)，该滤波电路由两个电感器串联构成，其中的一个为互感元件，互感元件将谐波电能直接由互感器的初级耦合到次级所在的谐振电路中；经过前置滤波后的交流电再经整流电路整流成脉动直流电后再经后置滤波电路(也叫后置滤波器)滤波使脉动直流电成为平稳的直流电后经逆变器电路逆变成为三相交流电供给电器的电机使用；前置滤波器的特性是对于单次谐波电流具有抑制作用，前置滤波器的参数可以根据负载特性而选定，以保证滤波效果，前置滤波器在各个频率点有不同的阻抗，因而可以对不同频率有不同滤波效果；后置滤波器是加强前置滤波效果而设计的，其滤波电容值由负载大小确定，其依据是根据前置滤波后单次谐波电流仍然较大，甚至超过国家标准的要求，其电容值确定应对该次谐波形成较大的阻抗值。采用本技术方案后的实用家用电器经频谱分析和测试后，功率因数明显提高到98％，而无功功率仅为2％，单次谐波在同样电流下的富裕量也明显提高。
本实用新型的实现其电路设计是在现有变频电路的桥式整流电路输入端接入由互感器L1、电感L3和电容C1、电阻R1组成的前置滤波器，电感L3与互感器L1初级串联一端接入电源的火线端，另一端接入整流电路输入端，互感器L1的次级与电阻R1、电容C1组成谐振电路；在整流电路输出端与逆变器之间接入后置滤波器，电感L2和电容C2组成后置滤波器，其电感L2串接在整流电路输出端与逆变器的输入端之间，在逆变器的两输入端之间跨接电容C2；而且电容C2的正极端可以接到电感L2的前端，也可以接到其后端，在参数选择上，电感L2和L3、互感器L1、电容C1、电容C2的参数值大于0值，而电阻R1的阻值可以大于0值，也可以等于0值，各参数上限值的选择依据于被抑制谐波电流的品质参数而定。本实用新型可以广泛用于电冰箱、空调器、洗衣机等功率小于3kw范围的家用电器，其具有电路设计结构合理，原理可靠，抑制谐波电流能力强，节省电能等优点。
图1为本实用新型的原理结构示意图。
实施方案在小功率家用电器使用中，C1＝5-50UF，C2＝1000-3000UF，L1的初级值为1-20mH，次级值为50-300mH，L2＝5-30mH，L3＝1-20mH，电阻R1＝0-10Ω，逆变器1的具体电路已经简化，可选择现有的常规逆变器电路。
实施例1涉及一种电冰箱用单次谐波电流抑制电路，选择电冰箱的额定功率为600W，C2接在L2的后端，互感器L1的初级为4mH，次级为112.5mH，L2＝12mH，L3＝5mH，C1＝10VF，C2＝2200VF，电阻R1＝0测试结果说明本实用新型符合国家标准的要求，功率因数达到92％以上。
实施例2涉及一种空调器用单次谐波电流抑制电路，选择空调器的额定功率为2KW，C2接在电感L2的前端，其他元件参数同实施例1，本实例测试结果完全符合国家标准的要求，功率因数提高到92％以上。
实施例3涉及一种应用在洗衣机中的单次谐波电流抑制器，选洗衣机的功率为500W，电容C2正极接入电感L2的前端，电阻R1＝1Ω，其他元件的参数同实施例1，使用测试结果完全符合国家标准规定的指标参数，其功率因数提高到92％以上。
权利要求1.一种单次谐波电流抑制器，其特征在于在变频电路的整流电路输入端接入通过互感耦合带有谐振电路的前置滤波器，在整流电路输出端与逆变器之间接入后置滤波器。
2.根据权利要求1所述的单次谐波电流抑制器，其特征在于前置滤波器由互感器L1、电感L3、电容C1和电阻R1组成；后置滤波器由电感L2和电容C2组成；电感L3与互感器L1初级串联一端接入电源的火线端，另一端接入整流电路输入端，互感器L1的次级与电阻R1、电容C1组成谐振电路，电感L2串接在整流电路输出端与逆变器的输入端之间，在逆变器的两输入端之间跨接电容C2。
3.根据权利要求1所述的单次谐波电流抑制器，其特征在于电容C2的正极端可以接到电感L2的前端，也可以接到其后端。
4.根据权利要求1所述的单次谐波电流抑制器，其特征在于互感器L1、电感L2、电感L3、电容C1和电容C2的值大于0值，电阻R1的值可以大于0值，也可以等于0值。
专利摘要本实用新型涉及一种用于电冰箱、空调、洗衣机等家用电器变频电路中抑制和解决变频引起的谐波电流问题的单次谐波电流抑制器，在现有的变频电路中的输入端让市电流入前置滤波电路滤波后再经整流成脉动直流后再由后置滤波器二次滤波，然后经逆变器处理成三相交流电使用，其特征主要是在整流电路输入端接入前置滤波器，而在整流电路的输出端与逆变器输入端之间接入后置滤波器；在两个滤波器中的电感L
文档编号H02M1/14GK2676486SQ200320106948
公开日2005年2月2日 申请日期2003年11月6日 优先权日2003年11月6日
发明者史文伯 申请人:青岛海信空调有限公司