一種實(shí)用的三相有源濾波器控制策略的研究

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?yàn)閐ifk/dt的值受交流相電壓的瞬時(shí)值的影響。在ifk0的 情 況 下 亦 同 。

　　當(dāng)ifk含有直流分量時(shí)，即使很微小，電荷也會(huì)累積在直流電容上，使UC1和UC2失去對(duì)稱。如果給參考電流增加一個(gè)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(gè)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(jiàn)，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(gè) 帶 寬 值 （ 2δ ） ， 以 及 由 帶 寬 所 決 定 的 開(kāi) 關(guān) 頻 率 。 直 流 分 量 ε 對(duì) 電 容 電 壓 的 影 響 如 下 ： 直流電容電壓的波動(dòng)也會(huì)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(huì)有開(kāi)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(shí),ifa減小；下橋臂導(dǎo)通時(shí)，ifa增長(zhǎng)：

　　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(wú)源濾波網(wǎng)的設(shè)計(jì)和器件的頻率特性后，我們可以通過(guò)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(duì)電路的仿真

　　用PSPICE軟件對(duì)以上三相有源濾波器時(shí)進(jìn)行仿真，

　　（1）相電壓有效值：110VAC

　?。?）UC1和UC2的平均電壓：180VDC

　?。?）電感L1:3mH

　　得負(fù)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(kāi)關(guān)紋波外就是一個(gè)正弦波，它與相電壓同相。而高頻的開(kāi)關(guān)紋波很容易用外加的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)濾掉。

6實(shí)驗(yàn)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(fù)載電流和主電路電流

　　電感L1：2.5mH

　　補(bǔ)償功率：2.5kVA

　　工作頻帶：3k到7k

　　LC無(wú)源濾波器網(wǎng)：L0=500μH，C0=30μF

　　非線性負(fù)載電路如圖5所示，其非線性電流如圖6所示，經(jīng)補(bǔ)償后的主電路電流如圖7所示。

　　用HP35663A型動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀測(cè)量得A、B、C相進(jìn)線電流的THD分別為3.9％、3.8％、3.9％。用功率因數(shù)表測(cè)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(duì)稱度為2.1％。

圖5實(shí)驗(yàn)用的非線性負(fù)載

圖6非線性負(fù)載電流

圖7經(jīng)補(bǔ)償后的主電路電流

7結(jié)論

　　綜上所述，實(shí)用三相有源濾波器對(duì)市電有無(wú)功補(bǔ)償、諧波抑制及平衡進(jìn)線電流的作用。實(shí)驗(yàn)證明它的補(bǔ)償效果是好的，而且它可根據(jù)市電對(duì)無(wú)功和諧波的需求量進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功量不受系統(tǒng)電壓的限制。它的控制簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，具有廣闊的應(yīng)用前景。