分相h桥型有源电力滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种有源电力滤波器，尤其涉及一种分相H桥型有源电力滤波器。
【背景技术】
[0002]现阶段有源电力滤波器的结构都采用三相H桥形式，即采用每一个单相都利用上下两个桥臂分别将直流电压的正电压端和负电压端接入系统，通过PWM调制方式产生一个类似正弦的波形。这种方式由于其调制技术成熟，需要的功率开关数量较少，结构简单等优点得到了广泛的使用，同时这种方式的缺点也逐渐显现。首先，由于这种方式采用两电平的调制方式，这就导致功率开关器件的电压应力较大，要求功率开关器件的稳定性较高，实际应用中都采用IGBT，这种器件在选型时，为了保证稳定工作都留有较大的裕量，因此价格就较高，导致设备成本很难控制。并且由于在正、负电压之间进行调制，输出电压波形中含有较多的谐波含量，LC滤波装置的参数就很难设计，实际应用中经常是不同案例采用不同的滤波器参数，设备很难定型并批量化生产。并且受开关应力限制和散热要求限制，其体积和噪音也很难控制。其次，这种采用三相桥的拓扑结构，很难直接应用到单相系统中，限制了其应用范围。
【实用新型内容】
[0003]针对上述现有技术的现状，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种采用统一的结构、降低了结构设计难度、更利于后期的安装和维护的分相H桥型有源电力滤波器。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:分相H桥型有源电力滤波器，包括三个并联的单相H桥，所述单相H桥的两端分别设有用于连接系统电源的交流输出端及用于与其余两个H桥并接的并接端，所述H桥与系统电源之间串联有平波电抗器及LC滤波装置，所述H桥与系统电源之间串联有充电电阻及与所述充电电阻并联的接触器，所述H桥在系统电源之间连接有断路器。
[0005]进一步地，所述系统电源为三相电源，所述单相H桥的交流输出端分别与三相电源的A相、B相及C相相连，三个H桥呈星型链接方式，每个H上承受的电压为相电压，并且这三个H桥可以分别控制，灵活可靠。
[0006]进一步地，所述三相电源采用三相四线制，所述三个H桥的并接端与所述三相四线制电源的N线相连。
[0007]进一步地，所述三相电源采用三相三线制，所述三个H桥的并接端悬空设置。
[0008]进一步地，所述系统电源为单相电源，所述三个H桥的并接端与所述单相电源的N线相连，电路采用星型链接方式，每个H桥所承受的电压等级低于线电压1.7倍，因此可以采用电压等级较低的IGBT芯片，降低整体成本。
[0009]进一步地，所述单相H桥包括四个IGBT及用于驱动IGBT的Driver，所述单相H桥的直流侧并联有直流支撑电容和放电电阻。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:本实用新型采用模块化设计理念，当接入电源为三相四线制系统时，三个并联的单相H桥一端分别连接系统电源的A、B和C相，三个H桥的并接端与电源N线连接；当接入电源为三相三线制系统，较三相四线制系统不同的是，H桥并接端悬空设置；当接入电源为单相供电系统，较三相四线制系统不同的是，三个H桥与系统电源连接端采用并联接到单项供电的一端；在不更改拓扑结构的前提下，能正常完成工作，从而降低设计难度，降低生产成本且便于后期维护保养。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型分相H桥型有源电力滤波器在三相四线制系统中的拓扑结构；
[0012]图2是本实用新型分相H桥型有源电力滤波器在三相三线制系统中的拓扑结构；
[0013]图3是本实用新型分相H桥型有源电力滤波器在单相制系统中的拓扑结构。
【具体实施方式】
[0014]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的是实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]如图1-3所示，分相H桥型有源电力滤波器，包括三个并联的单相H桥，所述单相H桥包括四个IGBT及用于驱动IGBT的Driver，所述单相H桥的直流侧并联有直流支撑电容和放电电阻，所述单相H桥的交流输出端连接系统电源另一端与其余两个H桥并接形成并接端，所述H桥与系统电源之间串联有平波电抗器及LC滤波装置，所述H桥与系统电源之间串联有充电电阻及与所述充电电阻并联的接触器，所述H桥在系统电源之间连接有断路器。在实际应用中，针对不同的系统电源中所述分相H桥有源电力滤波器的拓扑结构如下:
[0016]图1所示，现场系统电源为三相四线制电源，所述单相H桥的交流输出端分别与三相四线制电源的A相、B相及C相相连，所述三个H桥的并接端与所述三相四线制电源的N线相连，三个H桥呈星型链接方式，每个H上承受的电压为相电压，并且这三个H桥可以分别控制，灵活可靠；
[0017]如图2所示，现场系统电源为为三相三线制电源，所述单相H桥的交流输出端分别与三相四线制电源的A相、B相及C相相连，所述三个H桥的并接端悬空设置；
[0018]如图3所示，现场系统电源为单相电源，所述三个H桥与系统电源连接端采用并联接到单项供电的一端，所述三个H桥的并接端与所述单相电源的N线相连；
[0019]在不更改拓扑结构的前提下，能正常完成工作，从而降低设计难度，缩减生产成本且便于后期维护保养。无需改动电路的结构，在批量生产中可以保持三种产品的结构统
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[0020]具体的工作原理:Sl_l，2，3为断路器，用于当有源电力滤波器发生故障时，有效切断电源，防止故障进一步恶化。S2-l，2，3为接触器，用于短路与其并联的充电电阻。该系统的启动过程中，需要首先对H桥的直流电容进行充电，如果不采取任何措施，直接进行充电，其充电电流较大，会引起上级电路中的保护器件动作。因此，在启动过程中，先断开S2-1，2，3，让电源通过充电电阻对H桥的直流电容充电，充电结束后将S2-1，2，3闭合，充电电阻被短路，系统的补偿电流通过S2-1，2，3。L1、L3、L5和C4组成了 LC滤波通道，主要滤除开关频率附近的谐波。L2、L4和L6为平波电抗器，用于减少直流电压对系统的冲击，也叫做连接电抗器。IGBT1-12为IGBT器件，由于该实用新型中的直流电压较低，因此该IGBT可以选用电压等级较低的器件，不仅价格便宜，而且工作稳定，发热量低，开关频率高等一系列优点。Driver为IGBT的驱动装置，其负责将控制发出的光信号，转换为IGBT所需的电信号，并且具有一定的驱动能力。在工作中，可以保证IGBT的完全可靠的开关。C1、C2和C3为直流支撑电容，在实际的工作中起到平滑直流电压的作用，由于开关频率较高，因此该直流电容的容量较少，并且可以采用耐压较低的通用电容，价格低廉，体积较小，并且工作稳定。R1、R2和R3为直流的放电电阻，用于在系统检修时的人身安全。当系统进行检修时，断电后经过大概2分钟后，直流电容电压就可以降到安全电压级别。
[0021]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神与范围。
【主权项】
1.分相H桥型有源电力滤波器，其特征在于，包括三个并联的单相H桥，所述单相H桥的两端分别设有用于连接系统电源的交流输出端及用于与其余两个H桥并接的并接端，所述H桥与系统电源之间串联有平波电抗器及LC滤波装置，所述H桥与系统电源之间串联有充电电阻及与所述充电电阻并联的接触器，所述H桥在系统电源之间连接有断路器。2.根据权利要求1所述的分相H桥型有源电力滤波器，其特征在于，所述系统电源为三相电源，所述单相H桥的交流输出端分别与三相电源的A相、B相及C相相连。3.根据权利要求2所述的分相H桥型有源电力滤波器，其特征在于，所述三相电源采用三相四线制，所述三个H桥的并接端与所述三相四线制电源的N线相连。4.根据权利要求2所述的分相H桥型有源电力滤波器，其特征在于，所述三相电源采用三相三线制，所述三个H桥的并接端悬空设置。5.根据权利要求1所述的分相H桥型有源电力滤波器，其特征在于，所述系统电源为单相电源，所述三个H桥的并接端与所述单相电源的N线相连。6.根据权利要求1所述的分相H桥型有源电力滤波器，其特征在于，所述单相H桥包括四个IGBT及用于驱动IGBT的Driver，所述单相H桥的直流侧并联有直流支撑电容和放电电阻。
【专利摘要】本实用新型涉及分相H桥型有源电力滤波器，包括三个并联的单相H桥，所述单相H桥的两端分别设有用于连接系统电源的交流输出端及用于与其余两个H桥并接的并接端，本实用新型采用模块化设计理念，当接入电源为三相四线制系统时，三个并联的单相H桥一端分别连接系统电源的A、B和C相，三个H桥的并接端与电源N线连接；当接入电源为三相三线制系统，较三相四线制系统不同的是，H桥并接端悬空设置；当接入电源为单相供电系统，较三相四线制系统不同的是，三个H桥与系统电源连接端采用并联接到单项供电的一端；在不更改拓扑结构的前提下，能正常完成工作，从而降低设计难度，缩减生产成本且便于后期维护保养。
【IPC分类】H02J3/01
【公开号】CN204720982
【申请号】CN201520145977
【发明人】曾繁鹏
【申请人】曾繁鹏
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年3月16日