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直流側APF主電路參數與補償性能的關(guān)系

作者： 時(shí)間：2012-03-11 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
4　實(shí)驗研究

4.1主電路參數計算

　　確定實(shí)驗樣機的補償容量為120VA，輸入電源經(jīng)過(guò)調壓器降壓為30V，DC側APF的開(kāi)關(guān)頻率為40KHz。利用前面推導的主電路參數計算公式，可以分別確定主電路參數。

　　根據3.2的結論，取直流側電容電壓值

　　電感L的計算

　　所設計試驗樣機的輸入電流有效值
A，由(6)式得


　　由(12)式可以得出電感的取值范圍。但需要求出
的值，下面采用圖解法直觀(guān)求解。此處
，
，圖4中分別畫(huà)出了
與
在半個(gè)工頻周期10ms內的波形。
對應圖中兩曲線(xiàn)在任一時(shí)間點(diǎn)上的較大值，即圖中曲線(xiàn)abcde。
則對應曲線(xiàn)abcde上的極小值點(diǎn)b、d，即
與
的值相等時(shí)圖中兩曲線(xiàn)的交點(diǎn)。那么

　　則電感量

　　在為電流變化率留有一定裕量的同時(shí)，同時(shí)考慮電感電流紋波的影響，取電感L=0.4mH。

　　電容C的計算

　　則根據4.3節的分析，取電容電壓波動(dòng)為5%，由式(21)確定電容量

　　考慮一定的裕量，取電容量為3300uF

4.2 實(shí)驗驗證

　　在確定主電路參數的基礎上，采用單周控制方式，分別用感性和容性?xún)煞N不同性質(zhì)的負載對單周控制直流側APF進(jìn)行了實(shí)驗研究。實(shí)驗結果如圖5、6所示。

　　從實(shí)驗結果可以看出，直流側APF的補償效果好，證明了文中推導的主電路參數設計公式的正確性。

5　結 論

　　本文在提出電感電流有效變化率概念的基礎上，推導了確定主電路電感L的計算公式。分別分析了電容電壓值與電感電流紋波平均值和有效值之間的關(guān)系，從電感電流紋波、補償效果以及占空比調節等因數綜合考慮，確定了電容電壓的取值范圍。從單周控制思想出發(fā)，推導得出電容電壓波動(dòng)與等效電阻波動(dòng)呈線(xiàn)性關(guān)系的結論，確定了電容電壓波動(dòng)的范圍。在此基礎上，確定了儲能電容量C的取值范圍。為單周控制直流側有源電力濾波器主電路的設計提供了理論依據。實(shí)驗結果驗證了理論分析的正確性。


參考文獻：

[1] 劉進(jìn)軍，劉波，王兆安（Liu Jinjun, Liu Bo, Wang zhaoan）, 基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的串聯(lián)混合型單相電力有源濾波器（Hybid type series active power filter used in single-phase circuit based on instantaneous reactive power theory）, 中國電機工程學(xué)報（Proceeding of CSEE）[J]，1997,17(1):37-41

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[3] Luowei Zhou, Zicheng Li. A Novel Active Power Filter Based on the Least Compensation Current Control Method.[J] IEEE Trans. Power Electron., Vol.15, No.4, July 2000:655~659

[4] 杜雄（Du xiong）,單周控制直流側有源電力濾波器的研究(Study on one cycle controlled DC side active power filter)[D], 重慶：重慶大學(xué)(Chongqing University)，2002

[5] Keyue M.Smedly, Luowei Zhou. Chonqming Qiao. Unified Constant-Frequency　Integration　Control of Active Power Filters—Steady-State and Dynamics, IEEE Trans. Power Electr. [J] 2001, 16(3): 428-436

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