直流側(cè)電力有源濾波器濾除諧波干擾的原理及方

　　3 電力有源濾波器的控制

　　電力有源濾波器采用直流環(huán)電壓滯環(huán)控制的方法，控制電路方框圖如圖2所示。它包括基本控制，電抗器LF的平均電流控制及諧振抑制等。

　　圖2有源濾波器控制框圖

　　基本控制部分由低通濾波器（1）和（2），滯環(huán)比較器，過零比較器，整流電路和比較器組成。直流環(huán)電壓ud減去低通濾波器（1）檢測到的直流分量ud.dc得紋波分量ua.ac，ua.ac通過滯環(huán)比較器產(chǎn)生邏輯信號I1。逆變器輸入電流id減去低通濾波器（2）檢測的直流分量id.dc，得紋波電流信號id.ac。id.ac一方面經(jīng)過零比較器產(chǎn)生代表電流極性的邏輯信號I2，另一方面經(jīng)整流電路和比較器產(chǎn)生判斷|id.ac|是否超過閾A的邏輯信號I3。I1－I3經(jīng)譯碼器產(chǎn)生開關(guān)器件（S1－S4）的控制信號Ugs1－Ugs4。

電抗器LF平均電流控制部分由PI調(diào)節(jié)器，超前補(bǔ)償器和低通濾波器（3）組成。此部分可使電抗器的平均電流保持恒值并使電抗器具有足夠的能量。if＊為參考電流，if.dc為低通濾波器（3）檢測出的電抗器電流if的平均分量。偏差電壓信號ue反映了if.dc和if＊的偏差。ue和ud.ac疊加，通過滯環(huán)比較器改變有源濾波器電流if.ac的占空比，從而使電抗器上承受正向平均電壓。

　　諧波抑制部分包括帶通濾波器和放大器As。此控制部分用以抑制系統(tǒng)投入工作或逆變器輸入紋波電流發(fā)生突變時(shí)LB和C之間可能發(fā)生的諧振。

　　4 PSPICE仿真結(jié)果

　　圖1所示單相橋式PWM逆變器電路，取UB為300V，RB為0.1Ω，LB為100μH，輸出頻率為30Hz。負(fù)載為阻感性負(fù)載，其中電阻為10Ω，電感為700mH。有源濾波器的電感LF為85mH，電容C為10μF。S1－S4采用功率MOSFET。仿真控制電路框圖如圖2所示。

　　圖3（a）（b）分別為逆變器直流環(huán)電壓ud和直流環(huán)電流i的PSPICE仿真波形。結(jié)果表明，直流環(huán)電壓和電流為基本平直的電壓和電流。

　　5 結(jié)論

　?。╝）直流環(huán)電壓ud

　?。╞）直流環(huán)電流i

　　圖3PSPICE仿真結(jié)果

　　電力有源濾波器作為諧波源，可以替代電解電容，補(bǔ)償逆變器輸入紋波電流，實(shí)現(xiàn)交流電路的諧波內(nèi)補(bǔ)償及電解電容的硅解。隨著電力電子器件高頻化及電力電子技術(shù)的發(fā)展，這種諧振自適應(yīng)系統(tǒng)會(huì)具有很高的應(yīng)用價(jià)值。