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一种谐波电流抑制器
    技术领域：

    本发明涉及一种用于家用电器变频电路中抑制变频技术原因引起的谐波电流问题的谐波电流抑制器。

    技术背景：

    随着家用电器使用的普及和人们对其品质因素要求的提高，变频技术的大量应用，给普通工业电器行业和家用电器行业带来了新的便利，特别是在电机调速技术中，变频技术已被广泛应用，但是由于变频技术的电路因素而引发的谐波电流也带来了不少的负面效应，已经被科技界、电器生产界以及国家行业标准制定部门广泛关注。从社会关注的现实问题来看，谐波电流主要引发了以下几方面的问题：一是使部分发电厂发出来的电能无法充分利用，引起电网电能利用率低；二是使电网中电流值增大，电路电线的直径等品质因素要求加大；三是谐波电流的加大容易使电路本身发热耗电，甚至于引起火灾；四是谐波电流偏大还能引起公共电网品质变差，影响其他用户用电质量等等。为了解决这些问题，国家主管部门针对各个不同行业，制定了不同的谐波电流控制标准，如对空调、冰箱等家用电器行业应执行GB17625.1-2003的标准。面对国家的限制要求，家电行业的工程技术人员都在采取各种方法来实现国标的技术要求，从技术上和电路设计上寻找提高电路功率因数的通道，抑制谐波电流的影响。目前所采取的主要方法有两类：一类是有源功率因数校正电路(有源PFC POWER FACTOR CORRECTION)，该方法在大功率的电站等地方使用难度较大，而较适用于在小功率地电器电路中使用，但由于其电路设计成本较高，影响了电器本身的市场价格竞争力；另一类采用电容补偿法(并联电容法)，这种方法在已公开的文献中均有记载，比较适用于配电站等大功率场合，而对家电类小功率电路场合使用的很少，其主要原因在于采用专用电力功率补偿电容同样造成电器的成本加大问题。本发明旨在寻求一种简单有效而且成本低、技术实现难度小的克服上述现有技术缺点的谐波电流抑制装置，特别是要设计一种适用于用电功率小于3千瓦情况下抑制谐波电流的电路方案。

    技术内容：

    为了实现上述提到的设计目的，特别是要解决小功率家用电器中的谐波电流问题，本发明是这样实现的。在现有的变频电路中的输入端让220伏的交流市电先流入前置滤波电路(或前级滤波器)，经过前置滤波后的交流电再经整流电路整流成脉动直流电后再经后置滤波电路(也叫后置滤波器)滤波使脉动直流电成为平稳的直流电后经逆变器电路逆变成为三相交流电供给电器的电机使用；前置滤波器的特性是对于各次谐波电流，如基波、2次谐波、3次谐波以及M次谐波均具有抑制作用，前置滤波器的参数可以根据负载特性而选定，以保证滤波效果，前置滤波器在各个频率点有不同的阻抗，因而可以对不同频率有不同滤波效果；后置滤波器是加强前置滤波效果而设计的，其滤波电容值由负载大小确定，其依据是根据前置滤波后某次谐波电流仍然较大，甚至超过国家标准的要求，其电容值确定应对该次谐波形成较大的阻抗值。采用本技术方案后的实用家用电器经频谱分析和测试后，功率因数明显提高到98％，而无功功率仅为2％，各次谐波在同样电流下的富裕量也明显提高。

    本发明的实现其电路设计是在现有变频电路的桥式整流电路输入端接入由电感L1、电感L2和电容C1组成的前置滤波器，电感L1的一端接入电源的火线端，另一端接入整流电路输入端，在电感L1与整流电路交接点接有电容C1，C1的另一端接电感L2一端，电感L2的另一端接入电源零线端与整流电路另一输入端交接点；在整流电路输出端与逆变器之间接入后置滤波器，电感L3和电容C2组成后置滤波器，其电感L3串接在整流电路输出端与逆变器的输入端之间，在逆变器的两输入端之间跨接电容C2；而且电容C2的正极端可以接到电感L3的前端，也可以接到其后端，在参数选择上，电感L2、电容C1和电容C2的参数值大于0值，而电感L1和电感L3可以大于0值，也可以等于0值，其上限值的选择依据于被抑制谐波电流的品质参数而定。本发明可以广泛用于电冰箱、空调器、洗衣机等功率小于3kw范围的家用电器，其具有电路设计结构合理，原理可靠，抑制谐波电流能力强，节省电能等优点。

    附图说明：

    图1为本发明的原理结构示意图。

    实施方案：

    在小功率家用电器使用中，C1＝5-100UF，C2＝1000-3000UF，L1＝0-50mH，L2＝5-50mH，L3＝0-20mH。逆变器1的具体电路已经简化，其选择现有逆变器电路即可。

    实施例1：涉及一种电冰箱谐波电流抑制电路，选择电冰箱的额定功率为600W，C2接在L3的前端其电感L1与L3均不为零值，其中L1＝14mH，L2＝26mH，L3＝7mH，C1＝55VF，C2＝2200VF，测试结果说明本发明符合国家标准的要求。

    实施例2：涉及一种空调器谐波电流抑制电路，选择空调器的额定功率为2KW，其电感L1和L3均为零值，即L1＝L3＝0mH，L2＝26mH，C1＝55VF，C2＝2200VF，本实例测试结果完全符合国家标准的要求，功率因数提高到98％以上。

    实施例3：涉及一种应用在洗衣机中的谐波电流抑制器，选洗衣机的功率为500W，L1选择为0值，电容C2正极接入电感L3的后端，其中L1＝0，L2＝26mH，L3＝7mH，C1＝55VF，C2＝2200VF，使用测试结果完全符合国家标准规定的指标参数，其功率因数提高到98％以上。