外文翻译-基于当前采购multi-modular变换器的载波相移SPWM有源电力滤波器（含英文原文）.doc

外文文献为PDF格式，下载后双击即可打开另存基于当前采购multi-modular变换器的 载波相移SPWM有源电力滤波器ted SPWM base摘要:基于载波相移SPWM(CPS-SPWM)技术的multi-modular转换器，提出了一种新型电流源型有源电力滤波器(APF)。使用这种技术,相当于用高开关频率转换器获得较低的开关频率转换器。很有前途的电流源，APF中采用超导磁能存储组件。关键词:当前采购multi-modular转换器,载波相移SPWM,有源电力滤波器1引言 有源电力滤波器(APF)是一种从非线性谐波和无功功率负载补偿功率转换系统。一般并联APF的框图图1所示,isj注入谐波目前,ij基本电流,iL负载电流,ih的谐波电流,引起的非线性负载,iout产生的输入电流。如图1显示了这些电流的关系是: Iout=iL+isj （1） iL=ij+ih (2)APF的基本思想是使级和阶段isj ,ih的恰恰相反,表达式: Isj=-ih （3）结合方程式(1),(2)和(3)得益率为： Iout=i1 (4) ciout的结果是正弦波并且是高质量的。通过这种方式,APF可以提供非线性负载的基本谐波电流。根据他们的系统配置，APF可分为不同类型。显著进步的自动断开开关设备,电源集中在有功功率或电压源PWM变换器。图2和图3所示,分别为电流源具有直流电感APF，有恒定的直流电流,电压源APF，直流侧电容器有一个恒定的直流电压。电压源过滤器降低开关损耗和更好消除谐波，电流源过滤器可以直接输出谐波电流,可以提高可靠性和保护功能。此外,考虑到在不久的将来使用超级导电磁铁,电流源过滤器可能是更实际解决方案,特别是在有源滤波器，不仅是普通的谐波而且APF变异相关的分谐波。如图1 一般并联APF的框图如图2 电压源APF如图3电流源APF 基于载波相位发生了变化SPWM，提出了当前采购multi-modular转换器的有功功率过滤器。使用这种技术,同样的消除谐波可以以切换到较低的频率与SPWM相比来实现。CPS-SPWM原则提出了SVG Zhang et al。分析表明,这种技术有以下优势：(1)半导体器件可以使用相对较低的开关频率,这样可以大大减少开关损耗。(2)由于转换器系统可以直接输出谐波电流，切换率低,合理的调制带宽信号,很容易应用不同的控制。(3)CPS-SPWM,不良的谐波在输出明显下降。这种方式,可以将电力系统的质量在很大程度上提高。上面所有优点的讨论，结合新电流源APFCPS-SPWM和中小企业技术,是光明的。模拟和实验结果证实理论的结论。不久的将来，这种技术必须广泛使用于高功率变换器系统。2 CPS-SPWM原理 图4显示了一个单相电压源CPS-SPWM转换器。基于的移相 PWM原理,三角载波信号是A0。图b显示N的单个输出转换器。所有N输出被添加到生成的整个multi-modular转换器,图.c所示。光谱multi-modular转换器的输出和一个转换器的输出,所示图e和图d分别计算通过FFT。multi-modular的光谱转换器的输出谐波比要任何转换器单元低得多。因此,multi-modular的带宽CPS-SPWM转换器与开关频率相当于平时的转换器在Ncoc切换频率。这种技术可以也被应用于电流源multimodular APF转换器。然而,改变从二级脉宽调制到三级PWM当前采购的需要multi-modular转换器。图4 采购CPS-SPWM multi-modular转换器单相电压拓扑示意图图5 CPS-SPWM调制原理 (a)调制波和载体电波;(b)个体输出N转换器;(c)总输出的整个转换器;(d)输出谱N的转换器;(e)总输出的光谱。 目前,源电流iout包括基本组件的负载电流。三相有源电力滤波器组成单位采购电流转换器。在这里,每一个现在采购转换器单元是一个三相六开关电流转换器。N转换器并行连接在交流侧，建立了电流源multi-modular转换器。开关是由矩形脉冲断开和IGBT串联二极管等设备组成。二阶低通过滤器由L和C滤波器组成，有开关谐波频率。R代表了电阻，电感L和电路,而不是真正的阻力。随着CPS-SPWM应用,SPWM的低开关频率调节发生在N转换器相同的频率比“k”,振幅比“m”和输入谐波电流信号。图7显示了一个单元的结构电流源在图7,APF电流ia、ib、ic应该遵循和相应的开关状态王的tri-logic SPWM原理。图7还包括的框图用于控制这些水流信号处理逻辑。图6APF的主要电路结构 在图7中,这是通过SPWM使用三角载波信号Sc。bi-logic PWM信号,X2和X3然后翻译成PWM信号Y 1,Y2和Y 3。转换块很容易通过比例来实现放大器。 PWM信号最后并联储控制逻辑块切换阀门。改变生物的公式PWM或变量Y 1,Y2,Y 3线性映射:3状态反馈的交流 表示三相电压源V。额外的串联电阻电感可以抑制这些振荡。然而,该解决方案将会导致巨大的能源消耗,这是不能引用的大功率系统。基于极点配置的状态反馈控制如图图9介绍。原始系统将增加阻尼。图10控制当前ipj作为输入。一般来说,瞬态在距离反应已得到改进。图7 当前采购与tri-iogic PWM变换器图8 等效电路的电流源APF图9 APF控制方案在交流的一面图10 闭环系统的频率响应4直流侧PI反馈 为了弥补转换损失,PI反馈在直流端实现。此外,反馈在直流端的multi-modular CPS-SPWM转换器,用于实现动态电流平衡。为了模拟系统如图7所示,我们构建了整个APF的控制系统four-modular当前采购multi-modular转换器。一些典型的波形所示图ll在下列条件:C = 48 I.tF,L = 0.8 mH,J = 812hz,Ld = 160 mH。5仿真结果 提出了控制系统的有效性,证明了仿真结果。此外,一个相同5-kVA实验装置(图7)组件参数作为仿真完成,采用DSP实现控制系统。实验波形和补偿电流的频谱,如图12和图13所示，对于上面的仿真,分别有相同的设置,。当前采购multi-modular转换器基于CPS-SPWM APF满足本文提出了性能。他们可以减少谐波和无功功率的组件负载电流正弦和统一源电流瞬态和功率因数稳态条件。它也观察到：1. 他们减少单一转换器的开关频率和开关损耗,取消不良开关谐波,提高产量波。2. CPS-SPWM技术可以很容易地实现大功率应用,如APF。3. 基于SPWM技术，存在用于一般的SPWM控制策略可以介绍。4.传输带宽更宽,这是更有前途的APF。图11 APF的工作波形(开关频率:900 Hz)参考文献1Akagi, H., Nabae, N., Atoh, S., 1985. Control Strategy of active Power Filters Using Multiple Voltage-source PWM Converters. Proc. IEEE/IAS Annual Meeting,IAS85, p.460-466.2Akagi, H., 1996. New trends in active filters for powerconditioning. IEEE Trans. on Industry Applications,32(6): 1312-1322.3Grady, W.M., Samotyj, M.J., Noyola, A.H., 1990. Surveyof active line conditioning methodologies. 1EEE Trans.on Power Delivery, 5(3): 1536-1542.4Ishikawa, T., Akita, S., Taniguchi, H., 1988. Power SystemStabilization by SMES Using Current-fed PWM PowerConditioner. Proc. IEEE PESC, p.334-3415Ooi, B.T., Zhang, Z.C., 1993. Multi-modular currentsourceSPWM converter for SMES. IEEE Trans. On Power Electronics, 8(3):250-256.6Wang, X., Ooi, B.T., 1993. Unity PF current-source rectifierbased on dynamic trilogic PWM. 1EEE Trans. On Power Electronics, 7(3):288-294