并聯(lián)型有源濾波器主電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計_全恒立_圖文

1、 第 26 卷第 12 期 全恒立 等 并聯(lián)型有源濾波器主電路關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計 111 0 1 300 1.55cos(12wt + f+1 + d -11 dt + 現(xiàn)，比較表 1 和表 2 發(fā)現(xiàn)：電流的各次主要諧波均 達(dá)到了令人滿意的消除效果。 0.88cos(12wt - f+1 + d +13 dt J = 15.77J 0 1 300 取 d0 為 1%，由式（ 21）得 C 15.77mF 4 0.01 7502 = 701mF 取直流側(cè)支撐電容的容量為 800 mF 。 5 結(jié)果驗證 對圖 1 所示系統(tǒng)，根據(jù) 4.4 節(jié)給出的指導(dǎo)參數(shù)， 對本算例進(jìn)行仿真實驗驗證。本算例中，非線性負(fù)

2、載的參數(shù)如下： C1=1500mF ， R=15 W。 圖 6 為有源濾波器的控制框圖。諧波電流檢測 算法在第 3 節(jié)已有描述，需要指出的是，電壓環(huán)的 輸出電流也包含在指令電流中，這部分電流主要用 于有源濾波器啟動時電容的充電以及正常運行時有 源濾波器主電路的功耗。 圖7 Fig.7 電流波形 Current waveforms （ a ）負(fù)載電流 圖6 Fig.6 有源濾波器控制框圖 The control stategy of active power filter 有源濾波器的指令電流與當(dāng)前的實際電流進(jìn)行 比較，得到電流的差值并經(jīng)過放大轉(zhuǎn)化為交流電感 兩端需要施加的電壓（放大增益的選取在

3、文獻(xiàn) 10 中有詳細(xì)的討論，這里不再贅述） ，進(jìn)而得到三相橋 臂需輸出的電壓 U ABC,N ?？紤]到三相橋臂的實際輸 出能力，在經(jīng)過必要的限幅處理后，運用空間矢量 脈寬調(diào)制的七段式算法 10 ，得到控制三相橋臂所需 的六個脈沖。 圖 7 所示為有源濾波器投入前后， 電網(wǎng)電流 iSa 、 負(fù)載電流 iLa 以及有源濾波器 iCa 的波形。經(jīng)過比較 可以發(fā)現(xiàn)，隨著有源濾波器的投入，電網(wǎng)電流中的 諧波分量得到了較好的抑制，電網(wǎng)電流呈現(xiàn)較為規(guī) 則的正弦形。 圖 8 所示為電網(wǎng)電流與負(fù)載電流的頻譜分析， 由負(fù)載電流的 32.5% 可以發(fā)現(xiàn)電流諧波含量 （ THD） 降為電網(wǎng)電流的 2.78%。更為細(xì)致

4、的對比由表 2 呈 電流分量 峰值 /A （ b ）電源電流 圖8 Fig.8 表2 Tab.2 頻譜分布 The current spectra 諧波補(bǔ)償后電網(wǎng)電流成分分析 Data of source current in different frequencies after compensation I 1+ 36.73 I5- 0.31 I 7+ 0.86 I 11 - 0.07 I 13+ 0.16 112 電 工 技 術(shù) 學(xué) 報 Researchers, SPC-82-16, 1982. 3 2011 年 12 月 圖 9 所示為非線性負(fù)載瞬時有功功率的交流分 % 與有源濾波器直

5、流電壓 U dc 的波形。從圖中可 量p % 的周期為 1/(650s 與 4.4 小節(jié)的分析相 以看到， p % 為正時，能量從有源濾波器流向非線性 吻合。當(dāng) p % 為負(fù)時， 負(fù)載，有源濾波器的直流電壓下降；當(dāng) p Akagi H, Watanabe E H, Aredes M. Instantaneous power theory and application s to power conditioningM. New Jersey: Wiley-IEEE Press, 2007. 4 Buso S, Malesani L, mattavelli P. Dead-beat curren

6、t control for active filtersC. Proceeding of the Annual Conference of the Industrial Electronics Society, Germany, 1998: 1859-1864. 能量從非線性負(fù)載流向有源濾波器，有源濾波器的 直流電壓升高。直流電壓在 745 755V 之間波動， 滿足波動率 1%的設(shè)計要求。 5 Akagi H, Srianthumrong S, Tamai Y. Comparison in circuit configuration and filtering performance bet

7、ween hybrid and pure shunt active filters C. IEEE-IAS Industry Applications Conference of Annual Meeting, 2003: 1195-1202. 6 7 圖9 Fig.9 王兆安, 楊君, 劉進(jìn)軍. 諧波抑制和無功功率補(bǔ)償M. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1998. 張佳 . 基于 DSP 控制的并聯(lián)型有源電力濾波器的研 究 D. 北京 : 北京交通大學(xué) , 2006. 程誠 , 廖冬初 , 熊琦 . 有源電力濾波器的電 路設(shè)計 與仿真 J. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報 , 2010, 25(1: 84

8、-88. Cheng Cheng, Liao Dongchu, Xiong Qi. Design and simulation of main circuit of active power filterJ. Journal of Hubei University of Technology, 2010, 25(1: 84-88. % 波形 直流電壓與 p 8 % The waveforms of DC voltage and p 6 結(jié)論 本文分析了三相三線制并聯(lián)型有源濾波器主電 路的關(guān)鍵參數(shù)直流電壓、直流電容容量與交流 電感之間的相互關(guān)系，并提出了一種主電路參數(shù)的 設(shè)計方法。根據(jù)具體算例，

9、對該方法確定的參數(shù)進(jìn) 行了仿真實驗驗證。結(jié)果表明：采用該方法確定的 參數(shù)，有源濾波器能夠達(dá)到設(shè)定的指標(biāo)，結(jié)果令人 滿意。 參考文獻(xiàn) 1 Gyugyi L, Strycula E C. Active power filtersC. IEEE Industry Applications Annual Meeting, 1976, 19-C: 529-535. 2 Akagi H, Kanazawa Y, Nabae A. Principles and compensation effectiveness of a instantaneous reactive power compensator devicesC. Proceedings of the Meeting of the Power Semi-Conductor Converters 9 陳仲 . 并聯(lián)有源濾波器實用關(guān)鍵技術(shù)的研究 D. 杭 州 : 浙江大學(xué) , 2005. 10 張崇巍 , 張興 . PWM 整流器及其控制 M. 北京 : 機(jī) 械工業(yè)出版社 , 2003. 11 Akagi H, Tsukamoto Y. Analysis and design of an active power filter using quad-series voltage source PWM convertersJ. IEE