用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法、装置和设备，该方法包括：根据目标变频三相电机的额定相电压有效值、额定相电流有效值和额定电压角频率得到正弦波滤波器中的三相电抗器中的每相电感值；根据所述目标变频三相电机的额定有功功率、额定相电压有效值和额定电压角频率得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值，所述三相电容采用星接方式与三相电抗器的输出端并联；设定所述三相电抗器的铁芯磁密处于第一预设取值区间，并设定所述三相电抗器的铁芯硅钢片的厚度处于第二预设取值区间。本发明专利技术既能避免三相电抗器因铁磁谐振引起的过电压，又能大大降低高次谐波引起的涡流损耗使正弦波滤波器长期运行时低温升。

【技术实现步骤摘要】
用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法、装置和设备
本专利技术实施例涉及电机
，具体涉及用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法、装置和设备。
技术介绍
近年来，变频器广泛应用于三相电动机调速，达到了节能、提高生产效率和系统性能的目的，已经成为现代工业生产中不可或缺的设备，但是变频器带来巨大工业利益的同时也伴随着带来了许多问题，其中最明显的就是损伤所驱动的电机。变频电机的生命力普遍不如工频电力直接驱动的电机，如变频电机的绕组绝缘经常被脉冲高电压击穿、电机的轴承损坏，这些都是由于变频器在工作过程中将工频三相交流电压整流成直流电压，然后将直流电压通过算法转变成一系列脉冲电压导致的。特别是对于变频器与电机电缆连接较长(一般大于50米)，或潜水电机除连接电缆较长外还因为电机内部充电液本身导电率就很高，等等原因，会在电机端部或电机内部绕组匝间或相间产生局部的高电压，从而经常击穿电机绕组的绝缘。现代工业中有时会见到在变频器与三相异步电机之间串接一个正弦波滤波器，达到降低变频器输出存在瞬间高电压以及脉冲沿上升时间过快的问题。但是正弦波滤波器输出电压总谐波畸变率较高，一般超过百分之八，有时达到百分之十几，且普遍存在温升过高的问题，一般超过40K。正弦波滤波器安装现场需要有良好的通风，否则会造成环境温度过高，从而影响周边电器设备运行的安全。如果不应用正弦波滤波器将会造成电机绝缘绕组经常击穿，需要耗费大量的人力、物力成本，从市场上购置的正弦波滤波器谐波畸变率高。如何使正弦波滤波器低温升，延长变频用三相电机的使用寿命，降低三相电机的维护成本，是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法、装置和设备，用以解决现有用于变频三相电机的正弦波滤波器温升高的问题。为实现上述目的，专利技术人经过大量创造性的劳动得出了本专利技术实施例的如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法，包括：根据目标变频三相电机的额定相电压有效值、额定相电流有效值和额定电压角频率得到正弦波滤波器中的三相电抗器中的每相电感值；根据所述目标变频三相电机的额定有功功率、额定相电压有效值和额定电压角频率得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值，所述三相电容采用星接方式与三相电抗器的输出端并联；设定所述三相电抗器的铁芯磁密处于第一预设取值区间，并设定所述三相电抗器的铁芯硅钢片的厚度处于第二预设取值区间。根据本专利技术的一个实施例，根据以下公式得到所述正弦波滤波器中三相电抗器中的每相电感值：其中，L为所述正弦波滤波器中三相电抗器中的每相电感值，U为所述三相电机的额定相电压有效值，I为所述三相电机的额定相电流有效值，ω为所述三相电机额定电压角频率。根据本专利技术的一个实施例，根据以下公式得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值：其中，C为所述正弦波滤波器中的三相电容中的每相电容值，P为所述三相电机的额定有功功率。根据本专利技术的一个实施例，所述第一预设取值区间为[7000,8500]，单位为高斯；所述第二预设取值区间为[0.18,0.25]，单位为毫米。第二方面，本专利技术实施例还提供一种用于变频三相电机的正弦波滤波器设计装置，包括：第一设计模块，用于根据目标变频三相电机的额定相电压有效值、额定相电流有效值和额定电压角频率得到正弦波滤波器中的三相电抗器中的每相电感值；第二设计模块，用于根据所述目标变频三相电机的额定有功功率、额定相电压有效值和额定电压角频率得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值，所述三相电容采用星接方式与三相电抗器的输出端并联；第三设计模块，用于设定所述三相电抗器的铁芯磁密处于第一预设取值区间，并设定所述三相电抗器的铁芯硅钢片的厚度在处于第二预设取值区间。根据本专利技术的一个实施例，所述第一设计单元根据以下公式得到所述正弦波滤波器中三相电抗器中的每相电感值：其中，L为所述正弦波滤波器中三相电抗器中的每相电感值，U为所述三相电机的额定相电压有效值，I为所述三相电机的额定相电流有效值，ω为所述三相电机额定电压角频率。根据本专利技术的一个实施例，所述第二设计单元根据以下公式得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值：其中，C为所述正弦波滤波器中的三相电容中的每相电容值，P为所述三相电机的额定有功功率。根据本专利技术的一个实施例，所述第一预设取值区间为[7000,8500]，单位为高斯；所述第二预设取值区间为[0.18,0.25]，单位为毫米。第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括：至少一个处理器和至少一个存储器；所述存储器用于存储一个或多个程序指令；所述处理器，用于运行一个或多个程序指令，用以执行如第一方面所述的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法。第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，包含一个或多个程序指令，所述一个或多个程序指令用于被执行如第一方面所述的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法。本专利技术实施例提供的技术方案至少具有如下优点：本专利技术实施例提供的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法、装置和设备，既能避免三相电抗器因铁磁谐振引起的过电压，又能大大降低高次谐波引起的涡流损耗使正弦波滤波器长期运行时温升低于28K，性能良好。附图说明图1为本专利技术实施例的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法的流程图。图2为本专利技术一个示例中三相电网、变频器、正弦波滤波器和深水泵连接的示意图。图3为本专利技术的一个示例中变频器输出电压线电压仿真波形图。图4为本专利技术的一个示例中正弦波滤波器输出线电压仿真波形图。图5为本专利技术的一个示例中正弦波滤波器温升实验波形图。图6为本专利技术实施例的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计装置的结构框图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法，其特征在于，包括：/n根据目标变频三相电机的额定相电压有效值、额定相电流有效值和额定电压角频率得到正弦波滤波器中的三相电抗器中的每相电感值；/n根据所述目标变频三相电机的额定有功功率、额定相电压有效值和额定电压角频率得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值，所述三相电容采用星接方式与三相电抗器的输出端并联；/n设定所述三相电抗器的铁芯磁密处于第一预设取值区间，并设定所述三相电抗器的铁芯硅钢片的厚度处于第二预设取值区间。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法，其特征在于，包括：
根据目标变频三相电机的额定相电压有效值、额定相电流有效值和额定电压角频率得到正弦波滤波器中的三相电抗器中的每相电感值；
根据所述目标变频三相电机的额定有功功率、额定相电压有效值和额定电压角频率得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值，所述三相电容采用星接方式与三相电抗器的输出端并联；
设定所述三相电抗器的铁芯磁密处于第一预设取值区间，并设定所述三相电抗器的铁芯硅钢片的厚度处于第二预设取值区间。


2.根据权利要求1所述的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法，其特征在于，根据以下公式得到所述正弦波滤波器中三相电抗器中的每相电感值：



其中，L为所述正弦波滤波器中三相电抗器中的每相电感值，U为所述三相电机的额定相电压有效值，I为所述三相电机的额定相电流有效值，ω为所述三相电机额定电压角频率。


3.根据权利要求2所述的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法，其特征在于，根据以下公式得到所述正弦波滤波器中三相电容中的每相电容值：



其中，C为所述正弦波滤波器中的三相电容中的每相电容值，P为所述三相电机的额定有功功率。


4.根据权利要求3所述的用于变频三相电机的正弦波滤波器设计方法，其特征在于，所述第一预设取值区间为[7000,8500]，单位为高斯；所述第二预设取值区间为[0.18,0.25]，单位为毫米。


5.一种用于变频三相电机的正弦波滤波器设计装置，其特征在于，包括：
第一设计模块，用于根据目标变频三相电机的额定相电压有效值、额定相电流有效值和额定电压角频率得到正弦波滤波器中的三相电抗器中的每相电感值；
第二设计模块，用于根据所述目标变频三相电机的额定有功功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德佳，王飞彪，张海锋，刘犇，
申请(专利权)人：赛腾机电科技常州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32