直流侧APF主电路参数与补偿性能的关系


3.3电容电压波动对补偿性能的影响以及电容量C的确定
在直流侧APF补偿容量一定的情况下,电容电压的允许波动范围影响电容量C的大小。允许波动范围越大,电容C可以越小,就可以降低成本。但电压波动范围,对补偿性能有影响。下面将定量分析电容电压波动对补偿性能的影响,确定波动范围,继而确定电容量C。
在单周控制直流侧APF中,有一个很关键的中间控制量

因为vm的值反映了负载的大小[5,6]。而在实际电路中,可以用下面的方程来实现

上式中vref为电容电压的参考值,Uc为电容电压值,kc为电容电压的取样比,kf为电容电压与参考电压的误差反馈系数。
结合(16)、(17)两式,可以得到

对(18)式整理可得

(19)式同时对变量vref,Uc进行多元函数一阶泰勒级数展开,得到

其中


式(21)反映了电容电压扰动对等效电阻的影响程度。可以看出,电容电压扰动和等效电阻扰动呈线性关系。电容电压的波动越大,等效电阻的波动就越大,那么电源输出电流有效值的波动就越大,因而会影响补偿效果。因此式(21)就反映了电容电压扰动对补偿性能的影响。为了保证一定的补偿效果,电容电压的波动一般控制在其稳态值的2%~5%左右。
在确定了电容电压波动范围以及直流侧APF的补偿容量P之后,可以根据直流侧 APF 的能量关系,得到直流侧电容的容量

Ucmax、Ucmin分别为电容电压的最大、最小值。
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