專利名稱：一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的
裝置O
背景技術(shù)：
軍用電子設(shè)備在電磁兼容性傳導(dǎo)干擾試驗(yàn)(GJB151A-97/CE101)中的超標(biāo)問(wèn)題， 已成為電磁兼容性試驗(yàn)項(xiàng)目中的瓶頸問(wèn)題，其原因主要是由于電子設(shè)備開(kāi)關(guān)電源(或軟開(kāi) 關(guān)電源)內(nèi)部的整流濾波回路造成的整流濾波回路造成電子設(shè)備輸入電流不再保持正弦 形態(tài)，而成為間隔的、較大峰值的脈沖波。按照傅里葉變換原理，這個(gè)脈沖波可以分解為無(wú) 數(shù)奇次正弦函數(shù)，且低次(3、5、7、9、11)正弦函數(shù)幅值較大，表現(xiàn)為低次諧波分量很大，由 此造成的低次諧波傳導(dǎo)干擾也很大，最終使得電子設(shè)備在CElOl試驗(yàn)中50Hz的3 11倍 頻點(diǎn)上超標(biāo)。雖然設(shè)備輸入端一般都采用了軍用電網(wǎng)濾波器，但由于電網(wǎng)濾波器的“低通” 性能，僅對(duì)高頻(50kc以上)傳導(dǎo)干擾有抑制效果(CE102試驗(yàn)項(xiàng)目)，對(duì)于低頻段，特別是 50Hz的3 11倍頻，則收效甚微。在開(kāi)關(guān)電源前串入“有源”功率因數(shù)校正器，可以保持電網(wǎng)電流波形基本正弦波且 與電網(wǎng)電壓波形同相位，不僅極大地提高電源的功率因數(shù)，而且有效的降低電流奇次諧波 分量的傳導(dǎo)干擾。但功率因數(shù)校正器也有一些限制場(chǎng)合1、功率因數(shù)校正器是AC/DC模塊， 即AC220V輸入DC360V輸出。對(duì)開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，DC360V輸入值相當(dāng)于AC264V的輸入值，即 電源長(zhǎng)期處在高位電壓輸入狀態(tài)工作，其負(fù)載能力和可靠性將有所下降；2、機(jī)柜或機(jī)箱設(shè) 備的交流風(fēng)扇等設(shè)備不能直接使用；3、功率因數(shù)校正器成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)單相小功率軍用電子設(shè)備的傳導(dǎo)干擾問(wèn)題，采用“無(wú)源” 方式制作電網(wǎng)諧波抑制器，抑制器保持交流輸出狀態(tài)，為軍用電子設(shè)備解決電磁兼容傳導(dǎo) 干擾問(wèn)題提供了一種方便、經(jīng)濟(jì)、可靠的裝置。本實(shí)用新型一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置，包括在電網(wǎng)1和負(fù)載5 之間，電抗器L12為串聯(lián)連接，LC諧振回路3為并聯(lián)連接，功耗電阻Rl 4并聯(lián)在輸出端上。LC諧振回路3由3個(gè)LC諧振單元組成，諧振點(diǎn)分別為50Hz的3、5、11次頻點(diǎn)。本實(shí)用新型一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)電抗器 Li、LC諧振回路和功耗電阻Rl組成抑制器的電路拓?fù)?，共同完成抑制諧波的作用；電抗器 Ll抑制輸入電流的啟動(dòng)沖擊、平緩輸入電流尖峰、補(bǔ)償輸入電流間斷時(shí)負(fù)載對(duì)電能需求； LC諧振回路(L3C3、L5C5、L11C11)可以使輸入電流的奇次(3 11)諧波分量從LC諧振回 路流回電網(wǎng)，維持設(shè)備輸入電流的連續(xù)和近似正弦；功耗電阻Rl可吸收電抗器L和LC諧 振回路這些儲(chǔ)能元件在輸入斷開(kāi)時(shí)內(nèi)部能量的泄放，并消除或減少抑制器輸出的尖峰和雜 波。
圖1為采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖1所示，一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置，包括在電網(wǎng)1和負(fù)載5之間，電抗器L12為串聯(lián)連接，LC諧振回路3為并聯(lián)連接，功耗電阻R14并聯(lián)在輸出端上。LC諧振回路3由3個(gè)LC諧振單元組成，分別為諧振點(diǎn)為50Hz的3、5、11次諧波頻
點(diǎn)ο1、電抗器Ll設(shè)計(jì)要求電抗器Ll的設(shè)計(jì)首先要根據(jù)負(fù)載電流的大小來(lái)確定，Ll電感量過(guò)大則Ll的體積 和重量過(guò)大，并會(huì)造成輸出電壓波形畸變嚴(yán)重(接近方波)；電感量過(guò)小則抑制不住輸入電 流尖峰，對(duì)輸入電流的整形有限，給后面的LC諧振回路留下較大負(fù)擔(dān)。電抗器Ll要留有一 定氣隙，保證其電感的線性穩(wěn)定。氣隙過(guò)大，電感量小、浪費(fèi)材料；氣隙過(guò)小，電感線性差易 飽和。確定Ll電感量后，在鐵芯和線徑選擇、氣隙計(jì)算上既要充分考慮Ll體積大小的限 制，又要保證Ll的電感量在一段頻率內(nèi)(50Hz IKHz)變化彡5%，同時(shí)電抗器內(nèi)阻損耗不 致造成其發(fā)熱嚴(yán)重。設(shè)計(jì)的參數(shù)需通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果給予適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。2、LC諧調(diào)回路的設(shè)計(jì)要求從試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)諧波抑制需幾個(gè)諧振回路的共同作用，否則，抑制了高次諧波，低 次諧波會(huì)有所抬頭。因此，本實(shí)用新型LC諧調(diào)回路由三個(gè)LC諧振單元組成，諧振頻點(diǎn)設(shè) 計(jì)為50Hz的3、5、11次，這樣才能保證各次諧波有一個(gè)較相同的下降斜率，即下降斜率與 CElOl試驗(yàn)的限制線斜率一致。每個(gè)LC諧振單元為串聯(lián)型單次諧調(diào)回路。串聯(lián)型單次諧調(diào)回路的諧振條件是回路中的感抗等于容抗，即X1 = Xe。由于X1 = coL、Xc = 1/coC、ω = 2JIf ；因此L=l/n2w2C式中η為50Hz (基波)的奇次倍數(shù)。鑒于50Hz的3 11次頻率(150 550Hz)都在低頻范圍內(nèi)，LC回路中L鐵芯的 選擇，要充分考慮到各個(gè)LC回路設(shè)計(jì)的諧振頻率點(diǎn)，選擇合適的鐵芯，使之具有較為穩(wěn)定 的電感量。由于材料性能、工藝制作等方面的偏差，設(shè)計(jì)計(jì)算值還要通過(guò)實(shí)際試驗(yàn)做出相應(yīng) 的調(diào)整。
權(quán)利要求一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置，其特征在于在電網(wǎng)(1)和負(fù)載(5)之間，電抗器L1(2)為串聯(lián)連接，LC諧振回路(3)為并聯(lián)連接，功耗電阻R1(4)并聯(lián)在輸出端上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置，其特征在于LC 諧振回路(3)由3個(gè)LC諧振單元組成，諧振點(diǎn)分別為50Hz的3、5、11次頻點(diǎn)。
專利摘要一種采用“無(wú)源”方式抑制電網(wǎng)諧波的裝置，包括在電網(wǎng)(1)和負(fù)載(5)之間，電抗器L1(2)為串聯(lián)連接，LC諧振回路(3)為并聯(lián)連接，功耗電阻R1(4)并聯(lián)在輸出端上。其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)電抗器L1、LC諧振回路和功耗電阻R1組成抑制器的電路拓?fù)洌餐瓿梢种浦C波的作用；電抗器L1抑制輸入電流的啟動(dòng)沖擊、平緩輸入電流尖峰、補(bǔ)償輸入電流間斷時(shí)負(fù)載對(duì)電能需求；LC諧振回路可以使輸入電流的奇次諧波分量從LC諧振回路流回電網(wǎng)，維持設(shè)備輸入電流的連續(xù)和近似正弦；功耗電阻R1可吸收電抗器L和LC諧振回路這些儲(chǔ)能元件在輸入斷開(kāi)時(shí)內(nèi)部能量的泄放，并消除或減少抑制器輸出的尖峰和雜波。
文檔編號(hào)H02J3/01GK201576940SQ200920289530
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者朱華, 杜華, 鄭笑風(fēng), 黃群 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○九研究所