本實用新型專利技術涉及一種新型三相PWM變流器輸出DUDT濾波器，濾波器的連接端包括第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第一公共端、第二公共端、第三公共端；二極管包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管、第六二極管；電感包括第一電感、第二電感、第三電感；電容包括第一電容、第二電容、第三電容；電阻包括第一電阻、第二電阻、第三電阻。本實用新型專利技術中二極管電路結合電感?L?與?RC?支路形成二階低通濾波器，可以將?LRC?二階低通濾波器中電阻上的損耗部分轉移到二極管，其優點是既能確保?DUDT?電壓尖峰不超過保護值，又能使發熱元器件分散，有利于結構設計。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種濾波器，特別涉及一種新型三相PWM變流器輸出DUDT濾波器。
技術介紹
PWM(Pulse-widthmodulation)，脈沖寬度調制，是通過對一系列脈沖的寬度進行調制，來等效地獲得所需要的波形（含形狀和幅值）。PWM變流器是應用非常廣泛的電力電子和控制設備，原理簡單，效率很高，可用于交直流電壓轉換、電機調速、新能源發電、有源濾波、無功補償、中壓變頻等多種場合。DUDT，即du/dt，電壓對時間的微分，用于描述脈沖脈沖電壓在跳變處的斜率，電氣工程中約定俗稱地寫作DUDT、du/dt或DVDT。在某些應用場中，PWM變流器與負載的安裝位置距離較遠，需要通過較長的電纜來連接。一般連接電纜大于15米即可稱為長線電纜，而在風力發電應用中電纜通常達到100米以上。由于長線電纜存在較大的分布電感和分布電容，在電機側會產生行波反射電壓，體現在PWM變流器的輸出脈沖上，就是很高的DUDT和尖峰電壓。該尖峰電壓會導致電機端電壓峰值增加，從而使電機繞組絕緣加速老化甚至絕緣擊穿；同時PWM變流器輸出的高共模電壓會增大電機渦流損耗，從而影響電機壽命。此外，高DUDT會增大PWM變流器的電磁干擾，影響控制系統的安全運行，甚至危及整個設備系統的安全。目前市面上有一些DUDT濾波器，可以在一定程度上抑制PWM變流器的高尖峰電壓。然而，根據傳輸線理論，當DUDT濾波器的阻抗與傳輸電纜阻抗匹配時才能實現良好濾波。由于當前技術水平和施工條件的限制，電纜的鋪設較為隨意，致使電纜的分布電容和分布電感與理論計算值的誤差比較大，導致前期選擇的DUDT濾波器阻抗無法與電纜阻抗匹配，從而極大地降低了DUDT濾波器的濾波效果。
技術實現思路
因為PWM變流器輸出的脈沖波形經過幾十至幾百米的長線電纜后，脈沖開通和關斷瞬間會產生很高的DUDT，電壓峰值可達到直流電壓的2~4倍。采用阻抗與長線電纜完全匹配的LCR濾波器，可以降低脈沖DUDT，并完全抑制脈沖開通和關斷瞬間的電壓峰值。但實際應用中電纜寄生阻抗與設計值一般存在差異，阻抗固定的LCR濾波器的濾波效果不佳。本技術的目的是克服上述缺陷，提供一種改進的三PWM變流器輸出DUDT濾波器，可以適應電纜阻抗的變化，并產生更優的濾波效果。本技術為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種新型三相PWM變流器輸出DUDT濾波器，所述濾波器的連接端包括第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端（Win）、第一輸出端（Uout）、第二輸出端（Vout）、第三輸出端（Wout）、第一公共端（DCP）、第二公共端（DCN）、第三公共端（N）；二極管包括第一二極管（D1）、第二二極管（D2）、第三二極管（D3）、第四二極管（D4）、第五二極管（D5）、第六二極管（D6）；電感包括第一電感（L1）、第二電感（L2）、第三電感（L3）；電容包括第一電容（C1）、第二電容（C2）、第三電容（C3）；電阻包括第一電阻（R1）、第二電阻（R2）、第三電阻（R3）；所述第一電感（L1）一端與第一輸入端（Uin）相連，另一端與第一輸出端（Uout）相連；所述第二電感（L2）一端與第二輸入端（Vin）相連，另一端與第二輸出端（Vout）相連；所述第三電感（L3）一端與第三輸入端（Win）相連，另一端與第三輸出端（Wout）相連；所述第一二極管（D1）、第二二極管（D2）、第三二極管（D3）的正極分別與第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端（Win）相連，負極均與第一公共端（DCP）相連；所述第四二極管（D4）、第五二極管（D5）、第六二極管（D6）的負極分別與第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端（Win）相連，正極均與第二公共端（DCN）相連；所述第一電阻（R1）和第一電容（C1）串聯組成RC支路，再并聯于第一輸出端（Uout）和第三公共端（N）之間；所述第二電阻（R2）和第二電容（C2）串聯組成RC支路，再并聯于第二輸出端（Vout）和第三公共端（N）之間；所述第三電阻（R3）和第三電容（C3）串聯組成RC支路，再并聯于第三輸出端（Wout）和第三公共端（N）之間。進一步的，第一電容（C1）與第一電阻（R1）的位置可以互換；第二電容（C2）與第二電阻（R2）的位置可以互換；第三電容（C3）與第三電阻（R3）的位置可以互換。進一步的，所述第三公共端（N）可以連接到PWM變流器的直流側中點，也可以連接到三相交流電的中線，也可以連接到外殼或大地，也可以不連接。進一步的，在PWM變流器的第一公共端（DCP）和第二公共端（DCN）難以引出的情況下，第一公共端（DCP）和第二公共端（DCN）可以不連接。進一步的，還包括第四電容（C4）、第五電容（C5）、第六電容（C6）、第一開關（S1）、第二開關（S2）、第三開關（S3）；所述第一開關（S1）和第四電容（C4）串聯組成輔助電容支路，再并聯于再并聯于第一輸出端（Uout）和第三公共端（N）之間；所述第二開關（S2）和第五電容（C5）串聯組成輔助電容支路，再并聯于第二輸出端（Vout）和第三公共端（N）之間；所述第三開關（S3）和第六電容（C6）串聯組成輔助電容支路，再并聯于第三輸出端（Wout）和第三公共端（N）之間。進一步的，第一開關（S1）與第四電容（C4）的位置可以互換；第二開關（S2）與第四電容（C5）的位置可以互換；第三開關（S3）與第四電容（C6）的位置可以互換。進一步的，并聯于第一輸出端（Uout）和第三公共端（N）之間的RC支路和輔助電容支路的位置可以互換；并聯于第二輸出端（Vout）和第三公共端（N）之間的RC支路和輔助電容支路的位置可以互換；并聯于第三輸出端（Wout）和第三公共端（N）之間的RC支路和輔助電容支路的位置可以互換。與現有技術相比，本技術的有益效果如下：1、電感L與RC支路形成二階低通濾波器可以有效抑制PWM脈沖的高頻分量，從而降低DUDT，同時利用二極管電路對DUDT尖峰電壓進行鉗位，使其限制在PWM變流器的直流側電壓范圍內，從而對電機絕緣進行保護；二極管電路結合電感L與RC支路形成二階低通濾波器，可以將LRC二階低通濾波器中電阻上的損耗部分轉移到二極管，其優點是既能確保DUDT電壓尖峰不超過保護值，又能使發熱元器件分散，有利于結構設計。2、輔助電容支路的作用是改變DUDT濾波器的特性阻抗。采用本技術中帶輔助電容支路的LRC濾波器，在設計時已經考慮了電纜寄生阻抗的變化范圍，可以減緩脈沖電壓開通瞬間上升速率和脈沖電壓關斷瞬間下降速率，降低DUDT，并將脈沖開通和關斷瞬間的電壓峰值抑制在直流電壓的1.5倍以內。3、采用本技術中帶輔助電容支路和二極管的LRC濾波器，不僅能夠降低DUDT，還能利用二極管將脈沖電壓峰值鉗位在直流電壓值附近；由于二極管自身壓降和反向恢復振蕩的影響，實際能將脈沖開通和關斷瞬間的電壓峰值抑制在直流電壓的1.2倍以內。附圖說明圖1為單相DUDT濾波器電路。圖2為單相DUDT濾波器開關閉合后的等效電路。圖3為單相DUDT濾波器開關斷開后的等效電路。圖4為單相DUDT濾波器二極管不連接的等效電路。圖5為本技術的電路拓撲結構圖6為本技術的另本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種新型三相PWM變流器輸出DUDT濾波器，其特征在于：所述濾波器的連接端包括第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端（Win）、第一輸出端（Uout）、第二輸出端（Vout）、第三輸出端（Wout）、第一公共端（DCP）、第二公共端（DCN）、第三公共端（N）；二極管包括第一二極管（D1）、第二二極管（D2）、第三二極管（D3）、第四二極管（D4）、第五二極管（D5）、第六二極管（D6）；電感包括第一電感（L1）、第二電感（L2）、第三電感（L3）；電容包括第一電容（C1）、第二電容（C2）、第三電容（C3）；電阻包括第一電阻（R1）、第二電阻（R2）、第三電阻（R3）；所述第一電感（L1）一端與第一輸入端（Uin）相連，另一端與第一輸出端（Uout）相連；所述第二電感（L2）一端與第二輸入端?（Vin）相連，另一端與第二輸出端（Vout）相連；所述第三電感（L3）一端與第三輸入端（Win）相連，另一端與第三輸出端（Wout）相連；所述第一二極管（D1）、第二二極管（D2）、第三二極管（D3）的正極分別與第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端（Win）相連，負極均與第一公共端（DCP）相連；所述第四二極管（D4）、第五二極管（D5）、第六二極管（D6）的負極分別與第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端（Win）相連，正極均與第二公共端（DCN）相連；所述第一電阻（R1）和第一電容（C1）串聯組成RC?支路，再并聯于第一輸出端（Uout）和第三公共端（N）之間；所述第二電阻（R2）和?第二電容（C2）串聯組成?RC?支路，再并聯于第二輸出端（Vout）和第三公共端（N）之間；所述第三電阻（R3）和第三電容（C3）串聯組成?RC?支路，再并聯于第三輸出端（Wout）?和第三公共端（N）之間。...
【技術特征摘要】
1.一種新型三相PWM變流器輸出DUDT濾波器，其特征在于：所述濾波器的連接端包括第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端（Win）、第一輸出端（Uout）、第二輸出端（Vout）、第三輸出端（Wout）、第一公共端（DCP）、第二公共端（DCN）、第三公共端（N）；二極管包括第一二極管（D1）、第二二極管（D2）、第三二極管（D3）、第四二極管（D4）、第五二極管（D5）、第六二極管（D6）；電感包括第一電感（L1）、第二電感（L2）、第三電感（L3）；電容包括第一電容（C1）、第二電容（C2）、第三電容（C3）；電阻包括第一電阻（R1）、第二電阻（R2）、第三電阻（R3）；所述第一電感（L1）一端與第一輸入端（Uin）相連，另一端與第一輸出端（Uout）相連；所述第二電感（L2）一端與第二輸入端（Vin）相連，另一端與第二輸出端（Vout）相連；所述第三電感（L3）一端與第三輸入端（Win）相連，另一端與第三輸出端（Wout）相連；所述第一二極管（D1）、第二二極管（D2）、第三二極管（D3）的正極分別與第一輸入端（Uin）、第二輸入端（Vin）、第三輸入端...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖文靜，李瓊，吳小田，于海坤，胡凡榮，唐健，
申請(專利權)人：中國東方電氣集團有限公司，
類型：新型
國別省市：四川;51
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