[实用新型]一种具有谐波消除与无功补偿功能的变换器

说明书

本实用新型公开了一种具有谐波消除与无功补偿功能的变换器，包括依次连接的滤波单元、AC/DC单元和DC/AC单元，滤波单元一方面为AC/DC单元整流电压提供泵升作用，使整流电压根据需要进行控制，另一方面针对系统的谐波污染，提供低阻抗通道，实现滤除系统谐波；AC/DC单元一方面为DC/AC单元提供可变的直流电压源，另一方面通过检测网侧电流成分，分离出电网的谐波电流与无功电流，然后通过补偿电路，对网侧的谐波电流与功率因数进行补偿；DC/AC单元利用AC/DC单元提供的直流电压源，通过三相逆变电路，产生所需的三相交流电压，以此来拖动电机等负载。本实用新型不仅自身不产生谐波、功率因数高，而且能够消除因外部设备产生的谐波电流与补偿整个系统的功率因数。

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种具有谐波消除与无功补偿功能的变换器。

背景技术

随着现代电力电子技术和微电子技术的迅猛发展，各种各样的变换器及其拓扑结构应运而生,目前主要流行的变换器拓扑结构有：一种是采用二极管整流或晶闸管整流和三相逆变器构成的变换器拓扑结构；还有一种是采用有源前端整流装置（AFE）和三相逆变器构成的变换器拓扑结构。其中采用二极管整流或晶闸管整流和三相逆变器构成的变换器拓扑结构具有成本较低，开关数量少，控制简单等特点，但该拓扑结构谐波含量高，功率因数低；采用有源前端整流装置（AFE）和三相逆变器构成的变换器拓扑结构具有开关数量多，控制相对复杂，且自身不产生谐波，功率因数高等特点，但该拓扑结构不能消除因外部设备而产生的谐波电流。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种自身不产生谐波、功率因数高、运行高效的具有谐波消除与无功补偿功能的变换器。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种具有谐波消除与无功补偿功能的变换器，包括依次连接的滤波单元、AC/DC单元和DC/AC单元，所述滤波单元与三相交流电源连接，所述滤波单元包括相互连接的三个交流滤波电容和三个单相滤波电感，所述AC/DC单元和DC/AC单元均包括直流储能电容以及六个开关管和六个二极管，所述开关管与二极管反串联，所述AC/DC单元的直流储能电容和DC/AC单元的直流储能电容共用，所述DC/AC单元连接有三相交流输出相。

进一步地，所述滤波单元包括第一交流滤波电容、第二交流滤波电容、第三交流滤波电容、第一单相滤波电感、第二单相滤波电感和第三单相滤波电感，所述第一单相滤波电感的一端与网侧A相及第一交流滤波电容的一端连接，所述第二单相滤波电感的一端与网侧B相及第二交流滤波电容的一端连接，所述第三单相滤波电感的一端与网侧C相及第三交流滤波电容的一端连接，所述第三交流滤波电容、第一交流滤波电容、第二交流滤波电容的另一端连接。

进一步地，所述AC/DC单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管和直流储能电容，所述第一开关管与第一二极管反串联，所述第二开关管与第二二极管反串联，所述第三开关管与第三二极管反串联，所述第四开关管与第四二极管反串联，所述第五开关管与第五二极管反串联，所述第六开关管与第六二极管反串联，所述直流储能电容的一端连接DC+母线，所述直流储能电容的另一端连接DC-母线，所述第一开关管的输出端和第四开关管的输入端与第一单相滤波电感的另一端连接，所述第一开关管的输入端与DC+母线连接，所述第四开关管的输出端与DC-母线连接，所述第二开关管的输出端和第五开关管的输入端与第二单相滤波电感的另一端连接，所述第二开关管的输入端与DC+母线连接，所述第五开关管的输出端与DC-母线连接，所述第三开关管的输出端和第六开关管的输入端与第三单相滤波电感的另一端连接，所述第三开关管的输入端与DC+母线连接，所述第六开关管的输出端与DC-母线连接。