電壓型PWM整流器電感下限值設(shè)計(jì)與分析

作者：時(shí)間：2013-05-13 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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根據(jù)式(3)可得到在該P(yáng)WM周期內(nèi)，電流的變化率為：Lre△i／Tcs=EmωTcs／2+(Udc／3)(T1-T2)／Tcs。
根據(jù)式(3)中的第1，3式，同時(shí)假設(shè)相鄰兩個(gè)PWM周期內(nèi)電流的變化相等，可得電流脈動(dòng)量為：

根據(jù)式(4)，若忽略零矢量的作用時(shí)間，則：T1≥Tcs／2。同時(shí)如果選取允許的最大電流脈動(dòng)量△imax=0．2Im，則可得：

可見(jiàn)，電感選取與額定功率的大小、輸入電壓幅值、輸出直流電壓值、電源角頻率以及功率管開(kāi)關(guān)頻率都有關(guān)系。

4 仿真驗(yàn)證
系統(tǒng)仿真中采用參數(shù)如下：電壓環(huán)采樣頻率1 kHz；電流環(huán)采樣頻率5 kHz；三相輸入電壓幅值310 V；電感寄生電阻阻值0．5 Ω；直流母線(xiàn)電壓給定600 V；三相輸入電源頻率50 Hz；輸出功率7．2 kW；直流母線(xiàn)端電容5 000μF；不考慮死區(qū)和開(kāi)關(guān)損耗的影響，根據(jù)式(7)計(jì)算出：6．76 mH≤Lre≤11．31 mH。為驗(yàn)證式(6)所計(jì)算的電感參數(shù)的正確性，Lre分別選取6 mH，10 mH，12 mH進(jìn)行仿真，圖3分別示出Lre選取6 mH，10 mH和12 mH時(shí)的仿真波形。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/175812.htm

可見(jiàn)，隨著網(wǎng)側(cè)電感值增加，系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢，但輸入電流脈動(dòng)減小。當(dāng)Lre=12 mH時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行不正常。當(dāng)Lre=6 mH時(shí)，系統(tǒng)可運(yùn)行，且響應(yīng)速度快，但電流脈動(dòng)量超過(guò)容許范圍。當(dāng)Lre=10 mH時(shí)，系統(tǒng)能正常運(yùn)行，但響應(yīng)速度較慢。

5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為75 kW中頻電源；系統(tǒng)功率75 kW；直流電壓450 V；網(wǎng)側(cè)輸入交流電壓幅值228 V；電網(wǎng)頻率50 Hz；電流環(huán)控制頻率5 kHz；計(jì)算得：0．143 3mH≤Lre≤0．607 mH。取Lre=0．5 mH，實(shí)驗(yàn)波形如圖4所示，可見(jiàn)，根據(jù)所提出的電抗器設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)的電抗器可滿(mǎn)足系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。同時(shí)由圖4b可知，在穩(wěn)態(tài)情況下，電網(wǎng)側(cè)電流能夠跟蹤電壓波形，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)單位功率因數(shù)運(yùn)行。