[实用新型]一种减速机用变频调速器的输入滤波装置系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及变频调速器技术领域，具体为一种减速机用变频调速器的输入滤波装置系统。

背景技术

常规的通用交-直-交型变频器主要由整流电路、缓冲电路、直流滤波电路和逆变电路四部分组成，整流电路将输入频率固定的三相交流电整流成直流电，其电压即母线电压；整流后的电压为脉动电压，必须加以滤波，滤波电容即起滤波和储能作用，消除电压波动；最后逆变电路将直流电逆变成频率、幅值都可调的交流电。充电电阻和开关即构成上电缓冲电路用于限制充电电流过大，防止损坏二极管。

在变频器整流的过程中，可以产生大量的高次谐波，据不完全统计，最高的电流畸变率，可以达到70％以上。这些高次谐波，会通过与变频器输入端连接的电源线，进入到电网中，进而会影响到使用这一电网的敏感设备的正常工作；

变频器输入滤波器，就是为了解决变频器干扰电网的问题，同时，亦能解决变频器遭受电网中的谐波危害所产生的过压、过流、欠压、过载、过热等误报警、误动作、拒动等问题；

通用交-直-交型变频器主要缺点是由于二极管的单向导通性，电能只能单向流动，由电网传递给负载。当电机减速，制动或带有位能的重物下放时，电机处于再生发电状态，由于二极管整流桥能量传输不可逆，产生的再生电能传输到直流侧的滤波电容上，产生泵升电压。而一般的全控型的电力电子器件如IGBT等的耐压比较低，过高的泵升电压有可能损坏开关器件，滤波电容，甚至会破坏电机的绝缘，从而威胁系统的安全工作，这就限制了通用变频器的应用范围。为了解决电机处于再生发电时所产生的能源的再利用的问题，国内在中小型这样的系统中一般采用能耗制动，利用电阻将发出的电能消耗掉，但是如果电机负载很重或者起动，制动频繁，那么能耗电阻就必须设计得足够大，这样大功率的电阻，不但能源浪费严重，而且所产生的热会影响系统的其他部分的正常运行。

此外，由于二极管整流会产生大量的谐波，对电网产生严重的谐波污染，影响电能质量。

能量可回馈变频器采用双PWM控制技术，打破了过去变频器的统一结构，采用PWM整流器和PWM逆变器提高了系统功率因数，并且实现了电机的四象限运行，能量可回馈式PWM电压源型变频器。

主电路形式拓扑构成的变频器可以解决传统变频器的两个技术难题：

(1)能量回馈。当电机处于拖动状态时，能量由交流电网经整流器中间滤波电容充电，逆变器在PWM控制下降能量传送到电机；当电机处于减速运行状态时，由于负载惯性作用进入发电状态，其再生能量经逆变器中开关元件和续流二极管向中间滤波电容充电，使中间直流电压升高，此时整流器中开关元件在PWM控制下降能量馈入到交流电网，完成能量的双向流动。

(2)此种方式的大功率变频器解决了对电网的污染问题，功率因数高。由于PWM整流器闭环控制作用，使电网电流与电压同频同相位，提高了系统的功率因数，消除了网侧谐波污染。

由于能量可回馈变频器在采用PWM调制时，功率开关器件的高通断频率会产生高次谐波，若直接接入电网，会导致谐波污染，干扰电网中其他电磁敏感设备，也会产生损耗。因此需要在电网和变流器之间接入谐波滤波器。传统方法是接入L滤波器抑制高次谐波。但随着变流器功率等级的提高，特别是在中高功率应用场合，开关器件频率相对较低，要使电流满足相应的谐波标准所需电感值较大，这不仅使得电流变化率下降，系统动态性能降低，而且会造成电感体积过大，成本过高等一系列问题。

为了更好抑制谐波，降低滤波器成本，部分产品开始采用LCL滤波器，但是实际应用中发现LCL滤波器会导致谐振，影响系统的稳态性能和稳定性。而且滤波器的参数设计相对较复杂，设计不合理时不仅达不到预期的滤波器效果，反而会增加电流的畸变，导致系统性能恶化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减速机用变频调速器的输入滤波装置系统，以解决上述背景技术中提出的问题。