專利名稱：注入式變頻器諧波抑制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力諧波治理領域，尤其涉及對整流設備產生的電力諧波治理，具體是指一種向變頻器直流母線注入電流的注入式變頻器諧波抑制裝置。
背景技術：
電力諧波主要是由電力整流設備產生的，電力整流設備是指那些先把交流電變成直流電再通過直流電進行做功或進行轉換做工的電氣設備，比如電鍍設備、電力機車、變頻器、直流電機、各種調速電機等。電力諧波會造成電力傳輸損耗急劇增加，會引發(fā)電網的諧振產生過電壓和過電流燒毀電氣設備，會造成儀器儀表的測量誤差甚至導致無法正常工作。電力諧波一旦產生治理起來就比較困難，目前治理電力諧波的主要手段是用有源濾波器和無源濾波器，有源濾波治理效果好但治理費用很高，無源濾波器通過電容電感吸收諧波治理費用相對較低些，但補償容量不容易控制，常出現因為電網諧波過大造成濾波器過負荷現象，無源濾波器會出現無功過補償現象，可能導致電力傳輸損耗進一步加大。諧波最好是從源頭治理，就是使電力整流設備盡可能少的產生諧波，即所謂無諧波整流。目前無諧波整流的原理大致可分為兩類:一類是采用多相整流技術，多相整流技術先通過移相變壓器將三相電源電壓分解成多相幅值相等相位均分的電壓再進行整流。多相整流方法簡單就是變壓器制作復雜，體積大成本高，推廣使用受到限制。另一類是PWM整流技術，該技術利用電力電子開關配合電容、電感使輸入電流正弦化。PWM整流技術有很好的發(fā)展前景，但是在現階段電力電子開關的價格偏高，控制技術復雜。所以現階段仍有大量的變頻器等整流設備沒有采用無諧波整流。針對當前的實際情況，本實用新型提供一種直流注入式變頻器諧波抑制裝置，該裝置接于交流電源與整流設 備之間可以抑制諧波的產生。該裝置的原理還是移相整流，但該裝置的移相變壓器采用了線電壓分相移相技術，該技術允許使變壓器的設計容量小于傳統移相變壓器設計容量的二分之一，同時變壓器的繞組數也大量減少，使變壓器制作成本大幅降低。該諧波抑制器還具有傳輸損耗小，控制邏輯簡單，不產生無功電流，不會因電網諧波而過負載，不與電網發(fā)生諧振等優(yōu)點。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，為直接整流型設備提供一種諧波抑制方式，可以抑制變頻器等整流設備向電網注入的諧波，該技術使移相變壓器的需求容量和制作成本極大地降低，且不需要復雜的控制技術。本實用新型的技術解決方案是，提供一種注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個輸入端，還包括平衡電抗器、移相變壓器、多相整流電路和控制開關，所述的三相交流電源的三個輸入端分別串聯平衡電抗器后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經過移相變壓器、多相整流電路后通過控制開關接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。采用上述方案后，從三相電源引入電流通過移相整流將其變成直流注入到變頻器等設備的直流母線上，本實用新型的關鍵是采用了線電壓分相移相技術，移相變壓器輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。由于移相器以電源三根火線為輸出電壓參考線，所以從移相器流入或流出的負荷電流不再從移相器流出或流入，而是由原負載設備的整流元件直接與電源構成回路，明顯降低了移相變壓器的穿越功率，節(jié)省了移相變壓器的設計容量；另外，移相器前端增加相對負載阻抗1% — 4%電抗器的方法較好地解決了電源電壓不平衡、電源變壓器容量與負載不匹配、整流濾波電容沖擊電流大等問題。當電源變壓器漏電抗接近負載阻抗4%時也可以不接電抗器；本實用新型中還增設了邏輯延遲控制開關，保證了變頻器上電時先通過變頻器內部限流電阻對儲能電容器慢速充電，然后再由移相電路向變頻器儲能電容器輔助充電，防止了整流二極管或儲能電容器被充電損壞。作為優(yōu)選，所述的平衡電抗器分三相，每相繞組獨立，所述的平衡電抗器的鐵芯經過氣隙與移相變壓器的鐵芯共同組成磁路。作為優(yōu)選，所述的移相變壓器采用自感分壓與互感調壓混合連接方式繞制，變壓器有3相鐵芯，每個鐵芯上有帶若干個抽頭的自感分壓繞組和若干個互感調壓繞組。作為優(yōu)選，自感分壓繞組采用三角形接線方式，在分壓繞組抽頭處串接其它相互感繞組。優(yōu)選方案中，移相變壓器主繞組采用自耦分壓原理，主繞組三角形接線設有若干個分壓抽頭，在分壓繞組抽頭處串聯其它相互感繞組進行調壓調相。這樣的接線方式比用全互感原理繞制的移相變壓器繞 組匝數少得多，繞組的損耗也小得多，明顯降低移相變壓器的制作成本。

圖1是注入式變頻器諧波抑制裝置結構示意圖。圖2是3倍分相移相變壓器移相電壓不意圖。圖3是3倍分相移相變壓器的原理接線與整流二極管接線圖。圖4是本實用新型在具體實施例的電路接線圖。圖中所示:1、平衡電抗器，2、移相變壓器，3、多相整流電路，4、控制開關，5、6、7為三相電源接線端，8、9、10、11、12、13為移相變壓器引出的六個移相電壓的輸出端，14為變頻器輸出接點。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型注入式變頻器諧波抑制裝置的具體實施方式
做詳細說明:如圖1所示，一種注注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個輸入端，還包括平衡電抗器1、移相變壓器2、多相整流電路3和控制開關4，所述的三相交流電源的三個輸入端分別串聯平衡電抗器I后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經過移相變壓器2、多相整流電路3后通過控制開關4接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器2輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角，在本實施例中，所述的平衡電抗器I分三相，每相繞組獨立，所述的平衡電抗器I的鐵芯經過氣隙與移相變壓器2的鐵芯共同組成磁路，所述的移相變壓器2采用自感分壓與互感調壓混合連接方式繞制，變壓器有3相鐵芯，每個鐵芯上有帶若干個抽頭的自感分壓繞組和若干個互感調壓繞組；自感分壓繞組采用三角形接線方式，在分壓繞組抽頭處串接其它相互感繞組。在圖2中，5、6、7三點所確定的三角形為電源電壓三角形，其他線段5-10、5_11、6-12、6-13、7-8、7-9為移相變壓器輸出電壓。圖中所的電壓幅值相等，各輸出電壓線段等分所對應的電源電壓三角形內角。在圖3中，例舉了 3倍分相移相變壓器的接線原理圖，同時也畫出了整流二極管與變壓器的接線，圖中三個鐵芯上的繞組參數都一樣，W1、W2、W3、W6、W7、W8、W11、W12、W13為自感繞組，W4、W5、W9、W10、W14、W15為互感繞組，本實施例的額定線電壓為400伏，各繞組的電壓為:UW1=UW3=UW6=UW8=UW11=UW13=103.1 伏；Uw4=UW5=UW9=Uw1(i=Uw14=Uw15=54.9 伏；UW2=UW7=UW12=193.8伏。圖4中例舉了一個注入式變頻器諧波抑制裝置的具體實施例子。在變頻器諧波抑制裝置前面接有一個電源總開關QF。從變頻器諧波抑制裝置電抗器的出口引出三相電接到變頻器的電源端子R、S、T上。從變頻器諧波抑制裝置控制開關出口用電線接到變頻器的直流母線端子P(+)、N(_)上。當電源開關QF接通后，一方面變頻器主回路通過R、S、T端子進行充電，一般經過I一2秒充電完畢，另一方面時間繼電器KT帶電，經過大于2秒的時間延時接點閉合使控制接觸器KM線圈帶，KM接點電閉合后變頻器諧波抑制裝置對變頻器直流母線進行輔助充電，完成變頻器上電準備過程。大部分變頻器具有故障輸出接點14，接點在變頻器正常運行時接通，當變頻器故障時斷開?？蓪r間繼電器KM接點與接點14串聯，確保變頻器故障時能可靠切除輔助充電回路。在此，還應說明，上述實施例僅對本實用新型的最佳實施例做了說明，很顯然在上述實施例的基礎上仍可作出諸多變化，應當指出的是，凡在本實用新型的發(fā)明構思下所作出的任何改變均落入到 本 實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個輸入端，其特征在于:還包括平衡電抗器(I)、移相變壓器(2)、多相整流電路(3)和控制開關(4)，所述的三相交流電源的三個輸入端分別串聯平衡電抗器(I)后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經過移相變壓器(2)、多相整流電路(3)后通過控制開關(4)接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器(2)輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。
2.根據權利要求1所述的注入式變頻器諧波抑制裝置，其特征在于:所述的平衡電抗器(I)分三相，每相繞組獨立，所述的平衡電抗器(I)的鐵芯經過氣隙與移相變壓器(2)的鐵芯共同組成磁路。
3.根據權利要求1所述的注入式變頻器諧波抑制裝置，其特征在于:所述的移相變壓器(2)采用自感分壓與互感調壓混合連接方式繞制，變壓器有3相鐵芯，每個鐵芯上有帶若干個抽頭的自感分壓繞組和若干個互感調壓繞組。
4.根據權利要求3所述的注入式變頻器諧波抑制裝置，其特征在于:自感分壓繞組采用三角形接線方 式，在分壓繞組抽頭處串接其它相互感繞組。
專利摘要本實用新型涉及一種注入式變頻器諧波抑制裝置，包括三相交流電源的三個輸入端，還包括平衡電抗器、移相變壓器、多相整流電路和控制開關，所述的三相交流電源的三個輸入端分別串聯平衡電抗器后分成兩路，一路接到變頻器的電源輸入端，另一路依次經過移相變壓器、多相整流電路后通過控制開關接于變頻器的直流母線，所述的移相變壓器輸出的電壓以電源的三根火線為參考線，輸出的移相電壓與電源線電壓幅值相等，相位角差等分電源線電壓之間的夾角。本實用新型注入式變頻器諧波抑制裝置制造成本低、安裝簡便，不需要測量電氣參數，可用于多種整流型負載且本實用新型不受電網諧波影響，也不受無功電流影響，安全可靠。
文檔編號H02M1/12GK203119752SQ20132011884
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權日2013年3月15日
發(fā)明者夏大洪, 梁國棟, 夏冰, 李士良, 許青峰, 沈建濤, 田勇, 姚蘭芳, 代濱利, 張 杰, 賈小廠, 羅新青, 孫建國, 石小明, 馬金波, 田生生, 王艾華, 陳紅梅, 劉培運, 曲新強 申請人:勝利油田華濱福利機電有限責任公司, 夏大洪