[实用新型]滤波器以及结合变频器并包括滤波器的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滤波器并涉及一种结合滤波器的装置。 

背景技术

典型的三相正弦供电网在正常运行的情况下是对称的。所以三相电压对地的矢量和是零。当使用设有直流(DC)中间电路的典型的三相逆变单元(INU)时，每相被连接到DC中间电路的正电势或负电势其中之一的电势。在这种情况下，这些相的电压之和以及电压平均值偏离零点。相电压的平均值称作共模电压。共模电压的急剧变化通过电路的分布式电容引起共模电流。在电机、供电变压器以及变频器中，在供电和电机线中有分布式电容。此外，如果供电单元并非二极管供电单元，而是有源供电单元，即绝缘栅双极型晶体管(IGBT)供电单元(ISU)，则有源供电单元和逆变单元的同步开关切换(turn)提高共模电压和共模电流的变化率。在电机中，共模电流和共模电压造成轴电流并对电机的相电压和地面之间的绝缘体造成电压应力。另外，供电侧的共模电压干扰在供电侧连接到同一供电网的其它装置，而共模电流可以以电感的方式或通过共用接地线路连接到其它装置。 

通常，在供电侧，在相电压和地面之间连接的滤波电容器(Y电容器)以及与这些滤波电容器串联的差模和共模电感用于共模滤波。滤波可以包括多个连续的阶段。 

然而，将滤波器仅安装在供电侧有可能劣化电机侧的情况。如果滤波器扼流器饱和，则电机侧的共模电流增加，这是因为供电侧的共模阻抗因抵靠滤波器的地面连接的电容器而较低。在具有串联连接的大量电线并因具有相对于地面的电容的高功率变频器中，如果不滤波，则共模电流的峰值可能为数百安培，即使滤波，该峰值也可能为数十安培。针 对这种电流而确定共模扼流器的饱和度大小会显著增加扼流器的尺寸和成本，所以倾向于将扼流器的大小确定为使得这些扼流器在实际环境中至少偶然地饱和。此外，如果滤波器仅使用电感作为串联阻抗，则有可能虽然衰减了共模电流和电压的高频频率分量(例如超过100kHz)，但在电路的谐振频率(例如10-20kHz)上有高幅值分量，并且共模电流的有效值高于没有滤波器的情况。 

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供这样一种滤波器，通过该滤波器能够解决上述问题。本实用新型的目的通过如下所述的滤波器来实现。并且，本实用新型还限定有优选实施方式。所述滤波器包括芯结构，其中，所述滤波器包括次级线圈，阻抗连接到所述次级线圈。优选地，所述滤波器的芯结构设置成容纳主电路的导体。优选地，连接到所述滤波器的次级线圈的所述阻抗本质上是电阻性的。优选地，所述芯结构由铁粉或纳米晶磁材料形成。优选地，所述芯结构呈环形。 

本实用新型基于通过利用带有次级电路的滤波器结构而对共模电流和/或电压滤波。借助连接到次级电路的阻抗，在共模电路中产生损耗。可以结合诸如变频器的电子设备而分布式设置根据本实用新型的滤波器，以控制共模电流。 

根据本实用新型的滤波器的优点在于，与现有技术相比，改进了共模电流的容差。根据本实用新型的滤波器使得能够改进对电机侧的共模电流的控制，并避免在串联电感中的谐振频率处产生共模电流的不利增益。由于以上优点，可以将滤波器制造得尺寸更小，从而较现有技术具有较低的制造成本。小尺寸还直接影响其中设置有滤波器的电子设备本身的尺寸。 

本实用新型还涉及一种结合变频器的装置，其中通过使用根据本实用新型的滤波器而实施滤波。通过使用根据本实用新型的装置，能够以简单的结构实现滤波器的优点。优选地，所述滤波器以这样一种方式设置在所述变频器的供电侧和电机侧：即，使得所述装置包括位于所述变频器的供电侧的第一芯结构和第二芯结构、连接到所述第一芯结构和第二芯结构的第一次级电路和第二次级电路、第一芯结 构和第一次级电路这二者与第二芯结构和第二次级电路这二者之间的一个/多个滤波电容器CF、以及位于所述变频器的电机侧的第三芯结构和第四芯结构，其中第三次级电路连接到所述第三芯结构。优选地，所述装置中的所述滤波器的所述第一、第二、第三和第四芯结构由同一种材料制成。 

附图说明

以下将参照附图、结合优选实施方式更加详细地描述本实用新型，在附图中： 

图1示出了根据本实用新型的滤波器，以及 

图2示出了结合变频器并包括根据本实用新型的滤波器的装置。 

具体实施方式