本發(fā)明提出一種濾波器，涉及工業(yè)變電設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種工業(yè)濾波器。
背景技術(shù)：
1、工業(yè)使用的濾波器是電源濾波器，主要由電阻、電容和電感等組成，只允許特定頻率范圍的電信號(hào)通過，從而使交流電的電壓趨于平穩(wěn)，保證電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
2、電源濾波器在長時(shí)間的接通使用中會(huì)持續(xù)發(fā)熱，因此很多工業(yè)濾波器會(huì)設(shè)置風(fēng)扇與散熱翅翼幫助散熱，但是一方面風(fēng)扇是直接連通電源，只要濾波器開啟就會(huì)同步開啟，不同季節(jié)存在能量浪費(fèi)的問題，其次現(xiàn)有濾波器的發(fā)熱部位集中，單一的風(fēng)扇系統(tǒng)降溫效率不理想，并且風(fēng)扇的運(yùn)行還容易導(dǎo)致散熱翅翼等結(jié)構(gòu)上附著大量灰塵影響散熱效果。
3、因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員提出一種工業(yè)濾波器，提出對(duì)現(xiàn)有電源濾波器的改進(jìn)方案，通過諧波分流原理分散發(fā)熱源，再通過對(duì)散熱系統(tǒng)的改進(jìn)減少灰塵進(jìn)入。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種工業(yè)濾波器，采用諧波分流的方式布設(shè)濾波器電路，使各元件僅處理特定頻段的諧波，避免單一元件因全頻段電流疊加而過載發(fā)熱，再殼體內(nèi)設(shè)置水箱，通過比熱容大的液體延緩升溫，相應(yīng)設(shè)置關(guān)聯(lián)水箱內(nèi)液體溫度變化進(jìn)行調(diào)節(jié)的風(fēng)扇，自動(dòng)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，另外還設(shè)置有離心機(jī)構(gòu)進(jìn)行空氣中灰塵的過濾，減少進(jìn)入殼體內(nèi)的灰塵。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種工業(yè)濾波器，包括殼體，所述殼體內(nèi)安裝濾波器的電路板等電子元件設(shè)備，所述殼體側(cè)面設(shè)置有風(fēng)扇，主要通過所述風(fēng)扇加快內(nèi)外空氣流動(dòng)，以幫助所述殼體內(nèi)電子元件的散熱。
3、但是現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)濾波器中所述風(fēng)扇直接串聯(lián)在電源上，隨著濾波器的使用風(fēng)扇持續(xù)開啟狀態(tài)，但是在不同季節(jié)對(duì)所述風(fēng)扇的需求不一樣，即使配合人工控制的開閉也很難做到隨使用需要調(diào)節(jié)所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，不但存在能量的損耗，也不利于對(duì)濾波器的散熱保護(hù)。
4、基于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要對(duì)現(xiàn)有濾波器的散熱系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使所述風(fēng)扇可以隨著殼體內(nèi)溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，同時(shí)分散濾波器的發(fā)熱元件，并避免大量空氣流動(dòng)造成的灰塵附著問題。
5、首先，采用諧波分流的方式布設(shè)濾波器電路，使各元件僅處理特定頻段的諧波，避免單一元件因全頻段電流疊加而過載發(fā)熱，使得所述殼體內(nèi)的發(fā)熱源分散，更容易通過加速空氣流動(dòng)進(jìn)行降溫。
6、優(yōu)選的，所述諧波分流前級(jí)采用lc濾波器抑制中低頻諧波，后級(jí)串聯(lián)lcl濾波器處理高頻殘余諧波，電容cf與電感l(wèi)2協(xié)同作用將高頻電流分流至電容支路。
7、lc濾波器主要針對(duì)中低頻諧波，其傳遞函數(shù)衰減斜率為-40db/dec，可快速抑制低頻諧波。
8、lcl濾波器通過電感-電容-電感的級(jí)聯(lián)，在高頻段提供更強(qiáng)的衰減能力，同時(shí)總電感量需求顯著低于單一l型濾波器。
9、混合結(jié)構(gòu)通過分頻段濾波，使不同元件分別處理特定頻段的諧波，避免單一元件承擔(dān)全頻段濾波壓力，從而降低損耗。
10、混合濾波器的核心在于阻抗匹配與諧波分流：
11、高頻諧波分流：lcl濾波器中，電容支路對(duì)高頻諧波呈現(xiàn)低阻抗，將高頻電流從電感支路旁路至電容，減少流經(jīng)電感的諧波電流。
12、例如：開關(guān)頻率附近的諧波電流通過cf分流，降低電感l(wèi)1和l2的電流有效值，從而減少銅損。
13、低頻諧波抑制：lc濾波器通過二階衰減抑制中低頻諧波，降低主電感的容量需求，避免因電感值過大導(dǎo)致磁芯損耗上升。
14、通過這種分流機(jī)制，混合結(jié)構(gòu)使各元件僅處理特定頻段的諧波，避免單一元件因全頻段電流疊加而過載發(fā)熱。
15、單一lcl濾波器的電感總損耗為i12r1+i22r2；
16、混合結(jié)構(gòu)中，lc部分承擔(dān)部分低頻諧波，lcl部分的i1、i2有效值降低，總損耗減少30％～50％。
17、設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)：
18、參數(shù)匹配：需確保lc與lcl的諧振頻率錯(cuò)開，避免阻抗沖突導(dǎo)致諧振風(fēng)險(xiǎn)。
19、電容選型：lcl的cf需滿足高頻分流需求，同時(shí)避免容值過大引起無功功率問題。
20、通過分頻濾波和諧波分流，混合結(jié)構(gòu)在降低元件損耗的同時(shí)兼顧濾波性能，適用于高功率密度、低散熱需求的工業(yè)場景。
21、
22、
23、lc濾波器的諧振頻率需低于lcl濾波器的諧振頻率，避免頻段重疊導(dǎo)致諧振放大。
24、公式：
25、lc諧振頻率
26、lcl諧振頻率
27、需滿足fres，lc＜fres，lcl。
28、cf容值需足夠小，避免引入過多無功功率，同時(shí)足夠大以提供高頻低阻抗路徑。
29、所述殼體內(nèi)側(cè)設(shè)置有水箱，所述水箱內(nèi)儲(chǔ)存液體，利用液體比熱容大的原理吸收熱能延緩升溫，同時(shí)液體溫度變化直接反映為體積的變化。
30、所述水箱關(guān)聯(lián)設(shè)置有滑動(dòng)變阻器，所述風(fēng)扇通過滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在主電路中，所述水箱中液體的體積變化驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)變阻器相應(yīng)改變接入風(fēng)扇的電阻值，實(shí)現(xiàn)依照所述殼體內(nèi)側(cè)溫度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的目的，此處也可以替換成溫度傳感器，但是溫度傳感器沒有所述水箱的吸熱作用。
31、所述殼體的側(cè)面設(shè)置有離心機(jī)構(gòu)，在所述風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成向殼體內(nèi)側(cè)的氣流，外部空氣經(jīng)過離心機(jī)構(gòu)進(jìn)入所述殼體的過程中逐漸甩出質(zhì)量較大的灰塵顆粒，減少進(jìn)入所述殼體的灰塵數(shù)量。
32、優(yōu)選的，所述水箱側(cè)面通過軟管固定有液柱，通過所述液柱可以更精準(zhǔn)地反映水箱中液體溫度變化導(dǎo)致的體積變化，進(jìn)而精細(xì)控制所述滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值。
33、所述液柱內(nèi)側(cè)通過活塞滑動(dòng)設(shè)置有進(jìn)位桿，所述滑動(dòng)變阻器關(guān)聯(lián)進(jìn)位桿設(shè)置，所述進(jìn)位桿隨著液柱中液體體積變化發(fā)生進(jìn)位，通過所述進(jìn)位桿的進(jìn)位調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值。
34、優(yōu)選的，所述水箱的頂部設(shè)置有排氣閥，通過所述排氣閥排出水箱中液體蒸發(fā)造成的氣泡，避免氣泡影響液柱高度。
35、所述進(jìn)位桿端部鉸接連接有鉸桿，所述滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端通過鉸桿驅(qū)動(dòng)，所述進(jìn)位桿通過鉸桿關(guān)聯(lián)控制滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)，可以利用杠桿原理，避免阻力影響調(diào)節(jié)精度。
36、優(yōu)選的，所述鉸桿遠(yuǎn)離進(jìn)位桿的一端鉸接有齒條，所述齒條一側(cè)嚙合設(shè)置有齒輪，所述滑動(dòng)變阻器的彈片通過齒輪嚙合驅(qū)動(dòng)。
37、進(jìn)一步的，所述鉸桿采用齒輪齒條嚙合方式驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑塊移動(dòng)，避免所述鉸桿發(fā)生弧形轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)距離的變化。
38、優(yōu)選的，所述齒條背離齒輪一側(cè)設(shè)置有抵緊塊，所述抵緊塊側(cè)面抵緊設(shè)置有彈簧，所述齒條通過彈簧抵緊的抵緊塊保證嚙合，同時(shí)方便所述鉸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生齒條角度變化影響嚙合驅(qū)動(dòng)。
39、優(yōu)選的，所述離心機(jī)構(gòu)包括螺旋進(jìn)氣管，所述螺旋進(jìn)氣管固定連接在殼體的側(cè)面，所述螺旋進(jìn)氣管由上向下設(shè)置，避免降雨導(dǎo)致進(jìn)水，另外螺旋形狀的所述螺旋進(jìn)氣管使吸入的空氣旋轉(zhuǎn)離心，質(zhì)量較大的灰塵顆粒被離心力甩出，更加貼近所述螺旋進(jìn)氣管的外側(cè)壁。
40、所述螺旋進(jìn)氣管的外圈側(cè)壁貫穿開設(shè)有離心拋投口，灰塵顆粒以及少部分空氣通過所述離心拋投口甩出螺旋進(jìn)氣管，從而減少進(jìn)入所述殼體的灰塵。
41、優(yōu)選的，所述螺旋進(jìn)氣管的外壁對(duì)應(yīng)離心拋投口固定有簧片，所述簧片的內(nèi)壁設(shè)置有導(dǎo)向塊，自所述離心拋投口甩出的空氣及灰塵通過導(dǎo)向塊沿著簧片減速，降低高速空氣產(chǎn)生的噪音，同時(shí)避免灰塵顆粒對(duì)周圍行人造成困擾。
42、本發(fā)明公開了一種工業(yè)濾波器，其具備的有益效果如下：
43、1、該工業(yè)濾波器，通過諧波分流原理布設(shè)濾波器的電路，分散濾波器內(nèi)的發(fā)熱源，更方便通過加速氣流的方式幫助散熱，另外殼體內(nèi)設(shè)置水箱，利用液體的比熱容吸收熱能，同時(shí)通過液體吸收熱能后溫度變化造成的體積變化調(diào)節(jié)風(fēng)扇的電流，實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇功率與濾波器溫度的關(guān)聯(lián)控制，減少風(fēng)扇的能量損耗，進(jìn)一步的，還設(shè)置有螺旋進(jìn)氣管處理風(fēng)扇吸入的空氣，減少進(jìn)入濾波器內(nèi)部的灰塵。
44、2、該工業(yè)濾波器，殼體內(nèi)側(cè)設(shè)置水箱，通過水箱中的液體吸收濾波器產(chǎn)生的熱能，增加設(shè)備對(duì)元件發(fā)熱的抗性，并通過水箱中液體溫度的變化相應(yīng)調(diào)節(jié)與風(fēng)扇串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，依照濾波器的實(shí)際溫度自適應(yīng)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，降低風(fēng)扇持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)造成的能量損耗。
45、3、該工業(yè)濾波器，在濾波器殼體內(nèi)設(shè)置水箱，利用水箱中液體的比熱容吸收濾波器發(fā)熱，可以一定程度上延緩濾波器的升溫，然后通過水箱中液體吸熱造成的體積變化關(guān)聯(lián)調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，隨著水箱中液體溫度的上升加速風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而增加散熱系統(tǒng)的運(yùn)行功率，比單純依靠溫度傳感器調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的方式更適用于工業(yè)濾波器使用，不但可以延緩濾波器的快速升溫，也能適應(yīng)降溫需要自動(dòng)調(diào)控風(fēng)扇的運(yùn)行功率。
46、4、該工業(yè)濾波器，風(fēng)扇吸入濾波器的空氣經(jīng)過螺旋進(jìn)氣管，空氣隨著螺旋進(jìn)氣管運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生離心力，可以將空氣中質(zhì)量較大的灰塵顆粒逐漸向外側(cè)甩出，通過螺旋進(jìn)氣管外側(cè)壁開設(shè)的離心拋投口將帶有灰塵顆粒的少部分空氣甩出，以減少進(jìn)入濾波器的灰塵，進(jìn)一步的，離心拋投口處設(shè)置有簧片，甩出螺旋進(jìn)氣管的帶有灰塵的空氣通過簧片內(nèi)側(cè)導(dǎo)向塊沿著簧片減速，降低離心拋投口處甩出高速氣體造成的噪音。