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有源电力滤波器的主电路参数设计

来源:    作者:    发布时间:2015-02-08 10:34:15    浏览量:

为了满足电流跟踪能力,滤波器的输出电流变化率应大于换相期间对应的ia*的最大变化率,即:(7)

在0~γ,

在2π/3~2π/3+γ,令:得:(8)

由式(1):(9)

为了简化计算,不直接由式(9)确定dia/dt,而由它获得dia/dt的平均值。如果有源滤波器的工作时间足够长,式(9)中的Emsin(ωt+α+π/6)平均作用将为零,同时,|Ka|取2/3的大电流电感概率为1/3,取1/3的概率为2/3,|Ka|的平均值为4/9,则:(10)

由式(7)、(8)、(10),得:

图4超调量图示

图5补偿电流

图6补偿前后的网侧电流

图7补偿后的网侧电流频谱

 

L的选择必须保证补偿电流超调量不宜过大。换相期间的超调对应了最小值,设为δ1,由图4得:在晶闸管导通段:结合图3,可知|dia/dt|为余弦曲线的2/3段,最小值可能为零,或|dia/dt|t=γ,或|dia/dt|t=π。当|dia/dt|取得最小值时,出现最大超调。取极端情况,|dia/dt|=0,则最大超调。为限制最大超调,取最大容许超调电流为I,有源滤波器的开关频率为f,可得:既满足电流跟踪能力,又满足超调量限制的L取值为:(11)

32电容量的确定

有源滤波器的工作,就是电容的充、放电过程,为了保证滤波器的性能,必须维持其直流侧的电压基本不变。电容量的选择影响了直流侧电压的波动,电容越大,电压波动越小,但带来了投资的增加。因此电容量的选择是滤波器设计的重要一环。

电容器的电压波动情况与其极板上贮存的电荷波动情况是一致的,可以通过电荷波动情况,确定电容量。而电荷波动情况又可通过电容的充、放电电流来表示。电容在一周内充电得到的或放电释放的电荷量应是电容器所必须容纳的最少电荷量。

设电容的充、放电过程变化的最大电荷量为Q贴片绕线电感1,要求电压波动小于(Δu/u)%,则极板上贮存的电荷Q为:

Q=Q1u/Δu(12)

电容量为:C=Q/u(13)

最大电荷变化量Q1可由充、放电电流对时间的积分获得。流过电容的电流由滤波器的输出电流决定,由ia+ib+ic=0可知在任何时刻,均有一相电流与其他两相电流反向,而这一相电流恰好是电容器的充、放电电流。

为了简化计算工字电感,作如下假设:

(1)忽略换相过程,认为直流侧电流无脉动。

(2)滤波器的输出,完全跟踪了给定电流,以给定电流作为滤波器的输出。

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