補(bǔ)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(shí)基波電流。

2 改進(jìn)的三角波調(diào)制控制方法
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電力電子系統(tǒng)控制技術(shù)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(shù)，都可歸結(jié)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(diào)制法比較適合電鐵單相有源濾波器中變流器補(bǔ)償電流的控制，并且由仿真結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)單相有源濾波器采用傳統(tǒng)的三角波調(diào)制電流控制方法時(shí)，跟蹤補(bǔ)償量的響應(yīng)速度較慢，所以本文采用改進(jìn)的三角波調(diào)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(gè)理想的單刀雙擲開關(guān)，由電路知識(shí)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(guān)系數(shù)；Udc為直流側(cè)電容電壓值。
變流器正常工作時(shí)，開關(guān)A，B共有四種邏輯組合，若設(shè)開關(guān)與上橋臂接通時(shí)狀態(tài)為“1”，與下橋臂接通時(shí)狀態(tài)為“0”，那么對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)確定的開關(guān)系數(shù)。由式(5)可以看出，有源濾波器的補(bǔ)償電流是由變流器輸出電壓kUdc與交流側(cè)電源電壓us共同作用在濾波電感L上產(chǎn)生的，對(duì)于該電流有(以開關(guān)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(yīng)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(guān)，它們之間存在線性的比例關(guān)系，所以引入一個(gè)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(guān)系如下：

其中：K1，K2為比例系數(shù)，均可通過PI控制器來實(shí)現(xiàn)；ic為變流器的補(bǔ)償電流。
改進(jìn)的三角波調(diào)制電流控制方法與傳統(tǒng)的三角波調(diào)制電流控制方法相比，通過在輸出指令電壓中增加一個(gè)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(dòng)范圍。