專利名稱：多通道諧波抑制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電工技術(shù)中的電網(wǎng)控制設(shè)備，特別涉及大功率諧波抑制裝置，用于抑制大功率非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波電流。
背景技術(shù)：
申請?zhí)?2139029.0的中國發(fā)明專利申請“諧波抑制裝置”，是通過變流器的二次基波繞組、電感線圈和電容器，組成對基波的串聯(lián)諧振回路，實(shí)現(xiàn)變流器一次與二次之間的基波安匝平衡，使變流器對一次基波電流呈現(xiàn)低阻抗，對諧波電流呈現(xiàn)高阻抗，讓基波電流順利通過，有效地抑制諧波電流的大部分。對一次諧波電流的剩余部分，采用設(shè)置檢測鐵芯、檢測繞組、運(yùn)算放大及驅(qū)動(dòng)器、諧波繞組所構(gòu)成的有源濾波，對剩余諧波電流進(jìn)一步抵消。這種裝置存在如下缺點(diǎn)(1)由于這種變流器只有一個(gè)二次基波繞組，即只有一條支路組成二次基波繞組、電感線圈、電容器串聯(lián)諧振回路，實(shí)現(xiàn)與一次基波電流安匝平衡，當(dāng)一次側(cè)電流很大時(shí)，二次側(cè)電流也會(huì)很大，由于電感線圈、電容器的功率很大后，其價(jià)格很高、體積和重量也很大，應(yīng)用受到限制。(2)采用設(shè)置檢測鐵芯、檢測繞組、運(yùn)算放大及驅(qū)動(dòng)器、諧波繞組構(gòu)成的有源濾波方法，對剩余諧波電流進(jìn)一步抵消，由于剩余諧波電流所占比重不大，而設(shè)置檢測鐵芯、檢測繞組、運(yùn)算放大及驅(qū)動(dòng)器、諧波繞組構(gòu)成的有源濾波方法，其復(fù)雜程度以及成本都很高、可靠性降低、投入產(chǎn)出比不合算。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種多通道諧波抑制裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)上述缺點(diǎn)，采用較低電壓、較小功率和電流的電感線圈、電容器，降低價(jià)格、減少體積和重量，并滿足高電壓、大電流工況下的需要。
本發(fā)明的多通道諧波抑制裝置，包括變流器，變流器原方繞組串聯(lián)聯(lián)接于電網(wǎng)母線上，其特征在于所述變流器副方設(shè)置i個(gè)繞組，各繞組分別與一組電感線圈、電容器串聯(lián)聯(lián)接，組成i個(gè)通道的電感、電容串聯(lián)諧振回路，各諧振回路電感值L和電容值C在工作頻率ω下滿足串聯(lián)諧振條件ωL＝1/ωC；各通道的電感值、電容值C相等，i個(gè)繞組的匝數(shù)相同，幾何尺寸相等。
所述多通道諧波抑制裝置，變流器的主鐵芯可以為由帶狀冷軋硅鋼片卷繞成的環(huán)狀鐵芯、或由片狀冷軋硅鋼片疊裝而成的矩形鐵芯。
本發(fā)明特點(diǎn)為(1)本發(fā)明基于多通道基波磁勢平衡原理，通過變流器副方多個(gè)等通道的基波串聯(lián)諧振負(fù)載磁勢之和，與原方基波磁勢相平衡，即W21I21+W22I22……+W2iI2i＝W1I1f，實(shí)現(xiàn)變流器T對原方基波電流I1f呈現(xiàn)低阻抗，對諧波電流I1h呈現(xiàn)高阻抗，讓基波電流順利通過，有效地抑制諧波電流。(2)變流器副方采用多個(gè)等通道的基波串聯(lián)諧振負(fù)載磁勢之和的方案，代替現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)通道方案，使得每一通道以及總的電感L和電容C的功率將大大降低，因?yàn)楣β蔖正比于電流I的平方。例如若采用四個(gè)通道，每一通道電流I2i＝1/4I2(I2是變流器副方總電流)，每一通道的電感Li的功率Pi＝I2i2·ωLi＝1/16I22·ωLi，四個(gè)通道的總電感功率為4Pi＝1/4I22·ωLi。由于L1＝L2＝L1=L(L為一個(gè)通道方案的電感值)，所以結(jié)論為四個(gè)通道方案的電感總功率為一個(gè)通道方案電感功率的四分之一，電容功率與電感功率的算法相同。(3)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不僅結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低、維護(hù)使用方便，而且適用于原方為高電壓、大電流的系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明電路示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1給出了本發(fā)明的電路示意圖。變流器T的原方繞組W1串聯(lián)聯(lián)接在電網(wǎng)母線1上，電網(wǎng)母線之一端與電網(wǎng)2相接，另一端與諧波源負(fù)載3相連；變流器T的i個(gè)副方繞組W21、W22……W21數(shù)相同，幾何尺寸相等，每個(gè)繞組與對應(yīng)的電感線圈和電容器L1、C1，L2C2……Li、C1串聯(lián)聯(lián)接，組成i個(gè)通道的電感、電容串聯(lián)諧振回路。
所述變流器T的主鐵芯C0可以為由帶狀冷軋硅鋼片卷繞成的環(huán)狀鐵芯，或由片狀冷軋硅鋼片疊裝而成的矩形鐵芯。
本多通道諧波抑制裝置投入工作后，當(dāng)原方繞組W1中通過基波電流I1f和負(fù)載反饋的諧波電流I1h時(shí)，由于副方繞組W21、W22…W21匝數(shù)相同，幾何尺寸相等，每個(gè)繞組與對應(yīng)的L1、C1，L2、C2……L1、Ci串聯(lián)聯(lián)接，且L1＝L2＝……＝Li，C1＝C2＝……＝Ci，因此組成多個(gè)等通道的L、C基波串聯(lián)諧振回路，其諧振頻率為基波頻率，此時(shí)各繞組基波負(fù)載阻抗趨近于零，ωLi＝1/ωCi，相當(dāng)于短路。此時(shí)變流器T副方多個(gè)等通道的基波串聯(lián)諧振負(fù)載磁勢之和，與原方基波磁勢相平衡，即W21I21+W22I22……+W21I2i＝W1I1f，實(shí)現(xiàn)變流器T對原方基波電流I1f呈現(xiàn)低阻抗，對諧波電流I1h呈現(xiàn)高阻抗，讓基波電流順利通過，有效地抑制諧波電流。
變流器T副方采用多個(gè)等通道的基波串聯(lián)諧振負(fù)載磁勢之和的方案，代替現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)通道的方案，使得每一通道以及總的電感L和電容C的功率大大降低。因?yàn)楣β蔖正比于電流I的平方。例如若采用四個(gè)通道，每一通道電流I2i＝1/4I2(I2是變流器的副方總電流，且I21＝I22＝……＝I2i)，每一通道的電感Li的功率P1＝I2i2·ωLi＝1/16I22·ωLi，四個(gè)通道的電感總功率4Pi＝1/4I22·ωLi。由于L1＝L2＝……＝Li＝L，C1＝C2＝……＝Ci＝C，L、C為一個(gè)通道的方案時(shí)電感的值和電容值，其值大小符合串聯(lián)諧振條件ωL＝1/ωC。所以結(jié)論為四個(gè)通道方案的電感總功率為一個(gè)通道方案電感功率的四分之一，電容總功率與電感總功率的算法相同，且通道數(shù)越多，效果越明顯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能適用于任意原方大電流、大功率系統(tǒng)的需要，它可以采用更多通道的方案，使用較低電壓、較小功率和電流的電感線圈、電容器，來滿足高電壓、大電流工況下的需要。
權(quán)利要求
1.多通道諧波抑制裝置，包括變流器，變流器原方繞組串聯(lián)聯(lián)接于電網(wǎng)母線上，其特征在于所述變流器副方設(shè)置i個(gè)繞組，各繞組分別與一組電感線圈、電容器串聯(lián)聯(lián)接，組成i個(gè)通道的電感、電容串聯(lián)諧振回路，各諧振回路電感值L和電容值C在工作頻率ω下滿足串聯(lián)諧振條件ωL＝1/ωC；各通道的電感值、電容值C相等，i個(gè)繞組的匝數(shù)相同，幾何尺寸相等。
2.如權(quán)利要求1所述的多通道諧波抑制裝置，變流器的主鐵芯為由帶狀冷軋硅鋼片卷繞成的環(huán)狀鐵芯、或由片狀冷軋硅鋼片疊裝而成的矩形鐵芯。
全文摘要
多通道諧波抑制裝置，屬于電工技術(shù)中的電網(wǎng)控制設(shè)備，克服現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，采用較低電壓、較小功率和電流的電感線圈、電容器，降低價(jià)格、減少體積和重量，并滿足高電壓、大電流工況下的需要。本發(fā)明變流器原方繞組串聯(lián)聯(lián)接于電網(wǎng)母線上，變流器副方設(shè)置i個(gè)繞組，各繞組分別與一組電感線圈、電容器串聯(lián)聯(lián)接，組成i個(gè)通道的電感、電容串聯(lián)諧振回路，各諧振回路電感值L和電容值C在工作頻率ω下滿足串聯(lián)諧振條件ωL＝1/ωC；各通道的電感值、電容值C相等，i個(gè)繞組的匝數(shù)相同，幾何尺寸相等。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低、維護(hù)使用方便，而且適用于原方為高電壓、大電流的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H02J3/01GK1734877SQ20051001926
公開日2006年2月15日 申請日期2005年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月9日
發(fā)明者任士焱 申請人:華中科技大學(xué)