具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种节能滤波型电力变压器，包括变压器主体1、主电路2，变压器主体1包括一次端11和二次端12，一次端11连接市电，二次端12连接主电路2，主电路2上设有主电感线圈31、主电容32，主电感线圈31、主电容32在主电路2上构成串联谐振或并联谐振。

本发明在变压器内直接集成谐振滤波电路，过滤掉变压器可能往后传递的频率高于工频的高次谐波，如图4所示，电路中除基波外，还有三次谐波分量，合并后会使总波形发生变化，更高次的谐波损伤用户端的电子器件，而串联谐振或并联谐振是常用的滤波手段，但是，现有谐振一般在市电送来时就已经进行了，但是，出于设置成本以及复杂程度考虑，一般只过滤了三阶、五阶次的谐波，而更高次的未过滤，并且，变压器由于其工作原理，也会产生谐波分量，加之用户端常常需要配合使用的变频器等等部件，用户端附近仍然存在较多的高阶谐波，损害用户侧器件。本发明在变频器处集成滤波电路，此处位置最靠近用户端，所以，完全可以做到完全的过滤。

主电感线圈31的电感大小可根据二次端12上高次谐波分量大小而受控调节。

谐波过滤原理中，根据阻抗器内电感和电容的取值大小，对应不同频率的谐波，对于图1所示的串联谐振来说，主电感线圈31（感值L1）和主电容32（容值C1）构成的谐振电路所过滤谐波的角频率为

1/√（L1*C1）；

使其等于三次谐波角频率（3*2π*50Hz）大小时即可过滤三次谐波，使其等于五次谐波角频率（5*2π*50Hz）大小时即可过滤五次谐波；

一般电路中只能设置一套或两套谐振电路，一套谐振电路时使用串联或并联方式，两套谐振电路需要串联加并联的组合方式，所以，双调谐滤波器只能调谐两个频率的谐波，对于其他阶次的谐波无能为力，但是，单路中无法预计什么阶次的谐波有效值（即该次的电流绝对值大小）大，如果实际只设置三次、五次的谐波过滤，当主电路2上七次谐波有效值变大时，就无法提供过滤能力，从而七次谐波到达用户负载上造成损害。

本发明通过改变电感值大小的方式，匹配电路中最需要过滤的阶次谐波，而放过有效值较低的其余阶次谐波。电感值的改变可以通过很多种方式。

如图1、2所示，电力变压器还包括信号电路4，信号电路4并联在主电路2上靠近二次端12的一侧；

信号电路4包括信号电阻41和若干条信号支路，每条信号支路上设置串联起来的第一电感42、第一电容43和信号传输端44，每条支路上的电感和电容构成此位置的高阶谐振，以串联谐振电路上角频率w=（L*C开根号后的倒数），即三阶谐波对应的L3、C3的大小所需满足的公式是：f3=3*50Hz=1/（2*π*√(L3*C3）；五阶谐波对应的L5、C5的大小所需满足的公式是：f5=5*50Hz=1/（2*π*√(L5*C5），后续高阶谐波信号支路以此类推，一般只需要检测前五至六项高阶谐波即可满足使用了，更高次的谐波分量十分小，就算不去进行主电路上的滤波也不会产生什么危害，但是，如果是变压器前后设置了变频器等部件来为负载供电的话，那么，应当根据实际情况来过滤相应高阶次数的电流分量，防止在负载上产生危害，每条支路上的信号传输端44获取支路电流大小后用于控制主电感线圈31的电感大小。

信号电路4的存在可以从主电路上获得原始电压波形，若干条支路分别顺畅通过该阶谐波，并在信号传输端44上给出电流值大小信号，三阶次支路（即图2中L3、C3所在支路）给出三次谐波大小值，比较得出主电路2中最需要过滤的阶次波。

如图1、3所示，电力变压器还包括信号传输线61、电流比较器62、磁通铁芯63和调感线圈64，磁通铁芯63插入主电感线圈31中央并一端伸出，调感线圈64缠绕在磁通铁芯63伸出主电感线圈31的一端外圆上，调感线圈64连接至电流比较器62输出端，电流比较器62的输入端通过信号传输线61分别连接信号电路4中的若干信号传输端44，电流比较器62选择若干信号传输端44中电流最大的组分后经比例放大加载至调感线圈64上。

信号传输线61将信号电路4内检测到的若干次小电流的谐波分别输送至电流比较器62上，电流比较器62比较电流大小后，以阶跃信号加载在调感线圈64上，如图5所示，在周期一内，原始电路中五次谐波的有效值大于三次谐波（I5>I3），所以，电流比较器62选取五次谐波作为输出频率，输出值为与五次谐波对应的数字阶跃信号I5-D，这一频率的电流加载在调感线圈64上建立磁场，通过磁通铁芯63影响主电感线圈31的自建磁场，主电感线圈31的电感大小代表其对于电流波动的抵抗性，所以，通过外加磁场帮助扩大其主电感线圈31自身所建立的磁场可以增大电感，增大的电感与调感线圈64的磁场强度相关，调感线圈64的磁场大小由I5-D决定，也就是说，在主电路2上五次谐波的有效值较大时，通过调感线圈64改变主电感线圈31的电感大小，使谐振频率等于五次谐波频率，进行特定频率的过滤；

同理，如图5所示，在周期二内，三次谐波有效值较大，此时，电流比较器62输出频率为三次谐波频率，有效值是与三次谐波相对应的I3-D，由I3-D驱动的调感线圈64去改变主电感线圈31自建磁场，从而使主电感线圈31的电感更新为与三阶次电流所对应的谐振所需电感大小。

可调节大小的主电感线圈31可以视情况而去过滤不同阶次的电流，简洁的电路保证过滤有效性最大化。

主电感线圈31、主电容32在主电路2上构成串联谐振，主电容32与用户负载并联，主电感线圈31与用户负载串联。

对于串联谐振来说，当通过其的电流频率低于谐振频率时，其自身阻抗呈容性，而实际情况正是：一次电流（工频电流）是电路中比例最大的电流，所以，串联谐振对于工频电流而言是呈容性的，根据本领域基础常识有并联谐振对于工频电流是感性的，出于与变压器主体1合并为一个整件后的情形考虑，串联谐振的过滤方式使得容性与变压器处的感性因素可以相互弥补掉一部分，从而从整体上功率因数趋近一，而并联谐振相对于工频电流而言出现的感性阻抗叠加变压器主体1处的感性阻抗使得整个电路功率因数变小，一般还需要进行无功补偿。

本发明的简单使用原理是：市电加载在一次端上，之后各阶次的谐波被信号电路4检测获得，分流传递至电流比较器62上，电流比较器62以一定的放大系数输出有效值最大阶次的谐波至调感线圈64上，磁通铁芯63约束磁场并传递给主电感线圈31的自建磁场上改变主电感线圈31的电感，从而使主电路2上的谐振频率设定为有效值最大阶次的谐波，忽略其余阶次的谐波。相比于有源滤波电路，本电路在电流比较器62处消耗的能量很小，而且没有浪费。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。