具有谐波治理功能的供电电路和制冷装置的制作方法

    技术2025-11-19  2


    本申请涉及电力电子,尤其是涉及一种具有谐波治理功能的供电电路和制冷装置。


    背景技术:

    1、随着制冷装置不断发展,其工作模式由定频机组模式发展为变频机组模式。其中,定频机组模式包括压缩机和风机均定频模式,压缩机和水泵均定频模式,压缩机、风机和水泵均定频模式等;变频机组模式包括压缩机和风机均变频模式,压缩机和水泵均变频模式,压缩机、风机和水泵均变频模式等。变频机组模式虽然可以节能,但是伴随而来的是其供电电路中谐波电流的增加,给电路带来严重的危害。谐波电流的增加可能会引起断路器误动作,干扰通讯系统正常运行等一系列问题,严重的谐波电流可能带来严重的经济损失。为了避免谐波电流带来严重的经济损失,制冷装置中的谐波电流畸变率通常需要满足一定要求。

    2、现有的制冷装置的谐波治理方案多为采用无源滤波器进行治理或采用apf(act ive power f i l ter,有源电力滤波器)有源滤波器进行治理。无源滤波器只能针对固定频率进行滤波且容易发生谐振,谐波治理性能和电网适应性均差,且无源滤波器一般为电容、电感和电阻组成的lcl滤波器,其体积大,成本高,而经apf有源滤波器进行谐波补偿的谐波电流畸变率一般仍在15%,难以满足一些应用场景的需求。此外现有的apf有源滤波器在治理谐波时可能会产生一定的干扰,从而可能会影响自身通讯系统或者其他设备正常运行。


    技术实现思路

    1、为解决现有存在的技术问题,本申请提供一种具有谐波治理功能的供电电路和制冷装置。

    2、依据本申请实施例的第一方面,提供了一种具有谐波治理功能的供电电路,包括用于依次连接在交流电源和负载之间的滤波器、电抗器和afe有源滤波器;

    3、所述滤波器用于对所述交流电源输出的交流电流进行滤波并传输至所述电抗器;

    4、所述电抗器的第一端与所述滤波器的输出端连接,第二端与所述afe有源滤波器的交流端连接;

    5、所述afe有源滤波器的直流端与所述负载连接,用于将流经所述电抗器的交流电进行整流和滤波后输出直流电给所述负载供电。

    6、在一些实施例中,所述afe有源滤波器的采样端分别与所述电抗器的一端以及所述直流端连接;

    7、afe有源滤波器分别对输入电流和输出电压进行采样,并根据输入电流和所述输出电压调节自适应调节内部功率开关的开关状态参数,以将所述输入电流的波形调节为目标波形,并将所述输出电压的大小调节为目标大小。

    8、在一些实施例中,所述afe有源滤波器包括pwm整流单元、驱动单元、控制单元和储能元件;

    9、所述pwm整流单元包括与所述交流电源的相数对应数量的桥臂,每一所述桥臂包括依次连接在所述直流端中的正直流端和负直流端之间的上桥臂功率开关和下桥臂功率开关;

    10、所述控制单元的输入电流采样端与所述滤波器和所述电抗器之间的相交流线连接,所述控制单元的参考地端与所述负直流端连接,所述控制单元的输出电压采样端与所述正直流端连接,所述控制单元的输出端输出pwm控制信号;

    11、所述驱动单元的输出端分别与所述pwm整流单元中各功率开关的开关控制端以及所述控制单元的输出端连接,用于根据所述pwm控制信号分别向各功率开关输出对应的驱动信号;

    12、所述储能元件连接在所述正直流端和负直流端之间。

    13、在一些实施例中,所述afe有源滤波器还包括连接在所述pwm整流单元和所述储能元件之间的限流充电单元;

    14、在所述限流充电单元处于工作状态时,所述pwm整流单元经由所述限流充电单元中的限流电阻给所述储能元件充电。

    15、在一些实施例中,所述限流充电单元包括限流电阻和与所述限流电阻并联的预充电控制开关,所述预充电控制开关连接在所述pwm整流单元和所述储能元件之间,所述预充电控制开关的开关控制端与所述控制单元连接;

    16、在所述预充电控制开关断开时,所述限流充电单元处于工作状态。

    17、在一些实施例中,所述pwm整流桥单元中各功率开关分别为分立i gbt。

    18、在一些实施例中,所述控制单元包括相位比较电路、调制深度限幅电路和pwm信号生成电路;

    19、所述相位比较电路用于采样所述输入电流,以对所述输入电流进行相位检测,并将所述输入电流的相位与指令相位进行比较,得到相位差信号;

    20、所述调制深度限幅电路用于根据采样所述输出电压,并根据所述输出电压与指令电压的比较结果以及所述相位差信号,得到调制深度信号;

    21、所述pwm信号生成电路用于根据所述相位差信号和所述调制深度信号,输出所述pwm控制信号。

    22、在一些实施例中,所述的供电电路还包括断路器;

    23、所述断路器的一端与所述交流电源连接,另一端与所述滤波器连接。

    24、在一些实施例中,所述的供电电路还包括挂接在所述滤波器和所述电抗器之间交流线上的防雷器。

    25、依据本申请实施例的第二方面,提供了一种制冷装置,包括上述任意一项所述供电电路。

    26、由上可见,依据本申请实施例提供的供电电路,在供电回路的前端设置滤波器来过滤掉交流电源输出的交流电中的杂波,以及对后端afe有源滤波器和负载产生的干扰信号进行滤除,不容易对afe有源滤波器的通信和交流电源所在电网中其它设备造成不利影响;在滤波器和afe有源滤波器之间设置电抗器,用于滤除afe有源滤波器中的开关在动作时产生的高频信号,以防止对交流电源产生污染,从而降低谐波电流畸变率,同时电抗器还可以抑制供电电路输入端的冲击电流,以避免对后端的afe有源滤波器和负载造损伤;经由电抗器进行谐波治理后的交流电再被afe有源滤波器进行整流和滤波,以输出直流电给负载进行供电,可通过调节afe有源滤波器的内部参数,对供电电路输入端的输入电流和输入电压的相位角进行调节,有效的降低了供电回路中的谐波电流畸变率,同时提高了负载运行的功率因素。



    技术特征:

    1.一种具有谐波治理功能的供电电路,其特征在于,包括用于依次连接在交流电源和负载之间的滤波器、电抗器和afe有源滤波器;

    2.根据权利要求1所述的供电电路,其特征在于,所述afe有源滤波器的采样端分别与所述电抗器的一端以及所述直流端连接;

    3.根据权利要求2所述的供电电路,其特征在于,所述afe有源滤波器包括pwm整流单元、驱动单元、控制单元和储能元件;

    4.根据权利要求3所述的供电电路,其特征在于,所述afe有源滤波器还包括连接在所述pwm整流单元和所述储能元件之间的限流充电单元;

    5.根据权利要求4所述的供电电路,其特征在于,所述限流充电单元包括所述限流电阻和与所述限流电阻并联的预充电控制开关,所述预充电控制开关连接在所述pwm整流单元和所述储能元件之间,所述预充电控制开关的开关控制端与所述控制单元连接;

    6.根据权利要求3所述的供电电路,其特征在于,所述pwm整流单元中各功率开关分别为分立igbt。

    7.根据权利要求3所述的供电电路,其特征在于,所述控制单元包括相位比较电路、调制深度限幅电路和pwm信号生成电路;

    8.根据权利要求1至7中任意一项所述的供电电路,其特征在于,还包括断路器;

    9.根据权利要求1至7中任意一项所述的供电电路,其特征在于,还包括挂接在所述滤波器和所述电抗器之间交流线上的防雷器。

    10.一种制冷装置,其特征在于,包括如权利要求1至9中任意一项所述供电电路。


    技术总结
    本申请提供了一种具有谐波治理功能的供电电路和制冷装置,属于电力电子技术领域。所述供电电路包括依次连接在交流电流和负载之间的滤波器、电抗器和AFE有源滤波器,滤波器用于将交流电源输出的交流电滤波后输出至电抗器2,且用于过滤掉后端AFE滤波器和负载产生的干扰噪声;电抗器的第一端与所述滤波器的输出端连接,第二端与AFE有源滤波器的交流端连接,AFE有源滤波器的直流端与负载连接。所述供电电路和包括所述供电电路的制冷装置具有较低的谐波电流畸变率、较高的功率因素且不容易造成自身设备和相关其它设备的损伤。

    技术研发人员:康杏枝,何俊
    受保护的技术使用者:深圳市英维克科技股份有限公司
    技术研发日:20231215
    技术公布日:2024/10/24
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