三相四線制系統(tǒng)中有源電力濾波器的研究
圖3 用三個(gè)單相橋構(gòu)成的三相四線制APF
為了實(shí)現(xiàn)三相獨(dú)立調(diào)節(jié),還可使用更復(fù)雜的三個(gè)單相橋式逆變器進(jìn)行分別補(bǔ)償,如圖3。由于采用三個(gè)單項(xiàng)橋式變流電路作為主電路的方案過為復(fù)雜,目前大多數(shù)研究所采用的主電路結(jié)構(gòu)主要集中在前兩種方式上。本文將對(duì)這兩種不同的主電路的控制方法分別進(jìn)行研究。
3.三相四線制有源濾波器的控制方法[2]-[5]
3.1四相變流器的控制方法
圖1的四相變流器電路中,四對(duì)橋臂分別用于產(chǎn)生a、b、c三相及零線的補(bǔ)償電流。在理想情況下,第1、2、3對(duì)橋臂分別產(chǎn)生a、b、c三相的補(bǔ)償電流,該三相電流分別與負(fù)載各向電流的諧波、基波負(fù)序和零序分量之和大小相等、方向相反,相互抵消,使得電源電流成為三相對(duì)稱的正弦波。第4對(duì)橋臂專門用于對(duì)零線電流進(jìn)行補(bǔ)償,使電源側(cè)的零線電流為零。
忽略IGBT,二極管的通態(tài)壓降,視為理想條件,設(shè)直流側(cè)電容的中點(diǎn)N為參考點(diǎn),Sa 、Sb 、Sc及So 分別表示四相的開關(guān)狀態(tài)(1為合上、-1為合下)。設(shè)三相阻抗相等即:;;Va ,Vb , Vc為網(wǎng)電壓。中點(diǎn)N的電壓為 UN,,,及分別為有源電力濾波器的輸出電流。則采用四相變流器主電路結(jié)構(gòu)的有源濾波器的等效電路可簡化為圖4。
圖4 采用四相變流器主電路結(jié)構(gòu)的有源濾波器的等效電路
可列出相應(yīng)的系統(tǒng)方程如下:
(1)
其中,,,以及與直流側(cè)電壓的關(guān)系為:
(2)
從該式可以看出,采用四相變流器時(shí),由于零線的電流專門采用第4 相變流器進(jìn)行控制,其指令電流由控制電路單獨(dú)產(chǎn)生,故開關(guān)函數(shù)So 的取值可根據(jù)零線電流控制的需求單獨(dú)決定。而其他相的開關(guān)函數(shù)Sa 、Sb 、Sc在零線電流單獨(dú)控制以后,由于需要產(chǎn)生的補(bǔ)償電流不再含有零序分量,因而僅需根據(jù)該相電流中的諧波電流,基波負(fù)序電流的情況,來決定相應(yīng)的開關(guān)函數(shù)的取值。采用四相變流器時(shí)的主電路分工明確,各相補(bǔ)償電流的產(chǎn)生和零線電流的補(bǔ)償可以看作是由各對(duì)橋臂獨(dú)立完成的。整個(gè)系統(tǒng)可看成是一個(gè)四相電流跟蹤控制系統(tǒng)。
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評(píng)論