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电力有源滤波器低纹波电流,高电流响应速度
发布时间:2017-07-19   点击次数:763次
 纹波电流和电流响应速度是矛盾的两个指标。作为有源电力滤波器,其基本原理是检测负载谐波,注入反相谐波,以谐波的相互抵消达到滤波的目的。一般的有源电力滤波器是一个电流模式控制的电压源逆变器。输出电流是通过逆变器输出的电压作用在输出电感上产生的。逆变器采用脉冲宽度调制,根据电工的基本原理,纹波电流决定于开关频率、直流母线电压、输出电感的大小,与电流环的控制无关。开关频率越高纹波电流越小、直流母线电压越高,纹波电流越大;输出电感越大,纹波电流越小。而逆变器期望的输出电流是由电流环所控制。有源电力滤波器输出谐波电流,如果按基波50Hz,补偿50次谐波计算,zui高谐波频率将达到2.5kHz。有源电力滤波器对电流响应速度有很高的要求。电流响应速度与直流母线电压和输出电感大小有关。直流母线电压越高,电流响应越快;输出电感越大,电流响应越慢。我们期望输出纹波电流越小越好,电流响应速度越快越好,这是一对矛盾。
从上述分析可以看出,两电平有源电力滤波器解决这个矛盾的办法只能是提高开关。在某些厂家的两电平有源电力滤波器产品的开关频率已经达到20kHz。但是,开关频率的提高带来的是更高的开关损耗以及驱动损耗,有源电力滤波器的单机容量会受到限制,而对于更高电压等级的有源电力滤波器,高压的IGBT根本就不允许那么高的开关频率。然而,三电平有源电力滤波器从原理上就是一个解决上述问题的方案。三电平逆变器可以输出正、负、零三种电压,在计算纹波电流时,只需按直流母线电压的一半计算。由此,在相同开关频率、相同直流母线电压、相同纹波电流要求的前提下,三电平的输出电感为两电平的一半,同时器件的开关损耗和电感上的纹波损耗也会降低。在计算电流响应速度时,起作用的将是全部直流母线电压,而输出电感的减半,将加快电流的响应速度,增强滤波效果,提高单机容量。

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