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直流侧APF主电路参数与补偿性能的关系

作者:时间:2012-03-11来源:网络收藏
4 实验研究

4.1参数计算

  确定实验样机的补偿容量为120VA,输入电源经过调压器降压为30V,DC侧APF的开关频率为40KHz。利用前面推导的参数计算公式,可以分别确定参数。

  根据3.2的结论,取直流侧电容电压值

  电感L的计算

  所设计试验样机的输入电流有效值
A,由(6)式得


  由(12)式可以得出电感的取值范围。但需要求出
的值,下面采用图解法直观求解。此处
,图4中分别画出了
在半个工频周期10ms内的波形。
对应图中两曲线在任一时间点上的较大值,即图中曲线abcde。
则对应曲线abcde上的极小值点b、d,即
的值相等时图中两曲线的交点。那么

  则电感量

  在为电流变化率留有一定裕量的同时,同时考虑电感电流纹波的影响,取电感L=0.4mH。

  电容C的计算

  则根据4.3节的分析,取电容电压波动为5%,由式(21)确定电容量

  考虑一定的裕量,取电容量为3300uF

4.2 实验验证

  在确定主电路参数的基础上,采用单周控制方式,分别用感性和容性两种不同性质的负载对单周控制直流侧APF进行了实验研究。实验结果如图5、6所示。

  从实验结果可以看出,直流侧APF的补偿效果好,证明了文中推导的主电路参数设计公式的正确性。

5 结 论

  本文在提出电感电流有效变化率概念的基础上,推导了确定主电路电感L的计算公式。分别分析了电容电压值与电感电流纹波平均值和有效值之间的关系,从电感电流纹波、补偿效果以及占空比调节等因数综合考虑,确定了电容电压的取值范围。从单周控制思想出发,推导得出电容电压波动与等效电阻波动呈线性关系的结论,确定了电容电压波动的范围。在此基础上,确定了储能电容量C的取值范围。为单周控制主电路的设计提供了理论依据。实验结果验证了理论分析的正确性。


参考文献:

[1] 刘进军,刘波,王兆安(Liu Jinjun, Liu Bo, Wang zhaoan), 基于瞬时无功功率理论的串联混合型单相电力有源滤波器(Hybid type series active power filter used in single-phase circuit based on instantaneous reactive power theory), 中国电机工程学报(Proceeding of CSEE)[J],1997,17(1):37-41

[2] 陈国柱、吕征宇、钱照明(Cheng Guozhu, Lu Zhengyu, Qian Zhaoming),有源电力滤波器的一般原理及应用(The general principle of active power filter and its application), 中国电机工程学报(Proceeding of CSEE)[J],2000,20(9):17-21

[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),单周控制的研究(Study on one cycle controlled DC side active power filter)[D], 重庆:重庆大学(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

[6] Luowei Zhou, Keyue M. Smedly. Unified Constant-Frequency Integration Control of Active Power Filters[C], APEC 2000. New Orleans, USA: 406-412

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关键词: 直流侧有源电力滤波器 主电路 补偿性能

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