電壓型PWM整流器電感下限值設計與分析

作者：時間：2013-05-13 來源：網(wǎng)絡

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根據(jù)式(3)可得到在該PWM周期內(nèi)，電流的變化率為：Lre△i／Tcs=EmωTcs／2+(Udc／3)(T1-T2)／Tcs。
根據(jù)式(3)中的第1，3式，同時假設相鄰兩個PWM周期內(nèi)電流的變化相等，可得電流脈動量為：

根據(jù)式(4)，若忽略零矢量的作用時間，則：T1≥Tcs／2。同時如果選取允許的最大電流脈動量△imax=0．2Im，則可得：

可見，電感選取與額定功率的大小、輸入電壓幅值、輸出直流電壓值、電源角頻率以及功率管開關頻率都有關系。

4 仿真驗證
系統(tǒng)仿真中采用參數(shù)如下：電壓環(huán)采樣頻率1 kHz；電流環(huán)采樣頻率5 kHz；三相輸入電壓幅值310 V；電感寄生電阻阻值0．5 Ω；直流母線電壓給定600 V；三相輸入電源頻率50 Hz；輸出功率7．2 kW；直流母線端電容5 000μF；不考慮死區(qū)和開關損耗的影響，根據(jù)式(7)計算出：6．76 mH≤Lre≤11．31 mH。為驗證式(6)所計算的電感參數(shù)的正確性，Lre分別選取6 mH，10 mH，12 mH進行仿真，圖3分別示出Lre選取6 mH，10 mH和12 mH時的仿真波形。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/175812.htm

可見，隨著網(wǎng)側電感值增加，系統(tǒng)響應速度變慢，但輸入電流脈動減小。當Lre=12 mH時，系統(tǒng)運行不正常。當Lre=6 mH時，系統(tǒng)可運行，且響應速度快，但電流脈動量超過容許范圍。當Lre=10 mH時，系統(tǒng)能正常運行，但響應速度較慢。

5 實驗驗證
實驗平臺為75 kW中頻電源；系統(tǒng)功率75 kW；直流電壓450 V；網(wǎng)側輸入交流電壓幅值228 V；電網(wǎng)頻率50 Hz；電流環(huán)控制頻率5 kHz；計算得：0．143 3mH≤Lre≤0．607 mH。取Lre=0．5 mH，實驗波形如圖4所示，可見，根據(jù)所提出的電抗器設計方法，設計的電抗器可滿足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。同時由圖4b可知，在穩(wěn)態(tài)情況下，電網(wǎng)側電流能夠跟蹤電壓波形，實現(xiàn)系統(tǒng)單位功率因數(shù)運行。