補償電鐵諧波及無功電流的有源濾波器的研究

式中：if(t)為瞬時基波電流。

2 改進的三角波調制控制方法
隨著電力電子技術的發(fā)展，對電力電子系統(tǒng)控制技術的研究引起了人們的重視。PWM變流器和有源濾波器控制技術，都可歸結為如何高效組織PWM脈沖，使變流器輸出電壓或電流跟蹤特定的波形。通過比較幾種常用的電流跟蹤型PWM控制方法，發(fā)現(xiàn)三角波調制法比較適合電鐵單相有源濾波器中變流器補償電流的控制，并且由仿真結果可發(fā)現(xiàn)，當單相有源濾波器采用傳統(tǒng)的三角波調制電流控制方法時，跟蹤補償量的響應速度較慢，所以本文采用改進的三角波調制電流控制法。

圖1所示的主電路圖中，它將變流器每相橋臂等效為一個理想的單刀雙擲開關，由電路知識得：

式中：us為電源電壓；u為變流器的輸出電壓；dic／dt為濾波電感L上的電流變化率。
那么，每一橋臂輸出的電壓分別為：

式中：ka，kb為待定的開關系數(shù)；Udc為直流側電容電壓值。
變流器正常工作時，開關A，B共有四種邏輯組合，若設開關與上橋臂接通時狀態(tài)為“1”，與下橋臂接通時狀態(tài)為“0”，那么對應于變流器主電路就有四種工作狀態(tài)，這四種工作狀態(tài)對應確定的開關系數(shù)。由式(5)可以看出，有源濾波器的補償電流是由變流器輸出電壓kUdc與交流側電源電壓us共同作用在濾波電感L上產(chǎn)生的，對于該電流有(以開關工作模式為[1 0]為例)：

式中：ic*為變流器的指令電流；uc*為與ic*相應的變流器上的指令電壓，由式(7)可得：

由此可見，uc*與電源電壓us有關，它們之間存在線性的比例關系，所以引入一個與電源電壓成正比的參數(shù)K2，那么uc作為變流器的輸出指令電壓，其控制關系如下：

其中：K1，K2為比例系數(shù)，均可通過PI控制器來實現(xiàn)；ic為變流器的補償電流。
改進的三角波調制電流控制方法與傳統(tǒng)的三角波調制電流控制方法相比，通過在輸出指令電壓中增加一個與電源電壓成正比的量，消除了電源電壓的干擾，可減小電流誤差的波動范圍。