一種實用的三相有源濾波器控制策略的研究
加入技術(shù)交流群
在ifk>0的情況下，UC1升高，UC2降低，但是它們的變化值并不相等。因為difk/dt的值受交流相電壓的瞬時值的影響。在ifk0的 情 況 下 亦 同 。
當(dāng)ifk含有直流分量時，即使很微小，電荷也會累積在直流電容上，使UC1和UC2失去對稱。如果給參考電流增加一個可控制的微小的直流分量ε，就可控制上下電容電壓平均值的差值，將它限制在一個可接受的范圍內(nèi)。直流分量ε是由上下電容電壓的差值ΔU(ΔU=UC2－UC1)經(jīng)比例積分而定的，
可見，加入了直流分量ε（－δε δ ） 后 ， 改 變 了 參 考 電 流 的 上 下 帶 的 值 ， 但 并 不 改 變 整 個 帶 寬 值 （ 2δ ） ， 以 及 由 帶 寬 所 決 定 的 開 關(guān) 頻 率 。 直 流 分 量 ε 對 電 容 電 壓 的 影 響 如 下 ： 直流電容電壓的波動也會隨參考電流的幅值和帶寬的變化而變化。此外，(UC1＋UC2)和(UC2－UC1)不僅會有開關(guān)頻率的紋波，而且還有同中線電流i0相應(yīng)用的紋波。
4電感L1和工作頻率的選取
上橋臂導(dǎo)通時,ifa減??；下橋臂導(dǎo)通時，ifa增長：
給定uA,確定UC1和UC2的平均值，半橋變換器的最大和最小工作頻率取決于電感L1和差帶2δ的值。L1和差帶2δ都與頻率成反比。
在綜合考慮無源濾波網(wǎng)的設(shè)計和器件的頻率特性后，我們可以通過L1和差帶2δ值的選取使半橋變換器工作在一定的頻帶內(nèi)。
5對電路的仿真
?。?）相電壓有效值：110VAC
（2）UC1和UC2的平均電壓：180VDC
?。?）電感L1:3mH
得負載電流i1a以及A相電流ia如圖4所示。
由圖4可看到，A相電流ia除了開關(guān)紋波外就是一個正弦波，它與相電壓同相。而高頻的開關(guān)紋波很容易用外加的無源網(wǎng)絡(luò)濾掉。
6實驗結(jié)果
三相輸入電壓：110VAC
直流母線電壓：370VDC
圖4仿真得到的A相負載電流和主電路電流
電感L1：2.5mH
補償功率：2.5kVA
工作頻帶：3k到7k
LC無源濾波器網(wǎng)：L0=500μH，C0=30μF
非線性負載電路如圖5所示，其非線性電流如圖6所示，經(jīng)補償后的主電路電流如圖7所示。
用HP35663A型動態(tài)信號分析儀測量得A、B、C相進線電流的THD分別為3.9％、3.8％、3.9％。用功率因數(shù)表測入A、B、C相的功率因數(shù)分別為0.999,0.997,0.998。三相電流的不對稱度為2.1％。
圖5實驗用的非線性負載
圖6非線性負載電流
圖7經(jīng)補償后的主電路電流
7結(jié)論
綜上所述，實用三相有源濾波器對市電有無功補償、諧波抑制及平衡進線電流的作用。實驗證明它的補償效果是好的，而且它可根據(jù)市電對無功和諧波的需求量進行自動補償，補償?shù)臒o功量不受系統(tǒng)電壓的限制。它的控制簡單，實現(xiàn)方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。
評論