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。因為difk/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失去對稱(chēng)。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。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 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(xiàn)電流i0相應用的紋波。

4電感L1和工作頻率的選取

　　上橋臂導通時(shí),ifa減??；下橋臂導通時(shí)，ifa增長(cháng)：

　　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)的設計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。

5對電路的仿真

　　用PSPICE軟件對以上三相有源濾波器時(shí)進(jìn)行仿真，

　?。?）相電壓有效值：110VAC

　?。?）UC1和UC2的平均電壓：180VDC

　?。?）電感L1:3mH

　　得負載電流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)驗結果

　　三相輸入電壓：110VAC

　　直流母線(xiàn)電壓：370VDC

圖4仿真得到的A相負載電流和主電路電流

　　電感L1：2.5mH

　　補償功率：2.5kVA

　　工作頻帶：3k到7k

　　LC無(wú)源濾波器網(wǎng)：L0=500μH，C0=30μF

　　非線(xiàn)性負載電路如圖5所示，其非線(xiàn)性電流如圖6所示，經(jīng)補償后的主電路電流如圖7所示。

　　用HP35663A型動(dòng)態(tài)信號分析儀測量得A、B、C相進(jìn)線(xiàn)電流的THD分別為3.9％、3.8％、3.9％。用功率因數表測入A、B、C相的功率因數分別為0.999,0.997,0.998。三相電流的不對稱(chēng)度為2.1％。

圖5實(shí)驗用的非線(xiàn)性負載

圖6非線(xiàn)性負載電流

圖7經(jīng)補償后的主電路電流

7結論

　　綜上所述，實(shí)用三相有源濾波器對市電有無(wú)功補償、諧波抑制及平衡進(jìn)線(xiàn)電流的作用。實(shí)驗證明它的補償效果是好的，而且它可根據市電對無(wú)功和諧波的需求量進(jìn)行自動(dòng)補償，補償的無(wú)功量不受系統電壓的限制。它的控制簡(jiǎn)單，實(shí)現方便，具有廣闊的應用前景。