【单相级联H桥型有源电力滤波器及其关键技术分析概述4700字】

1单相级联H桥型有源电力滤波器及其关键技术分析概述单相级联H桥型有源电力滤波器及其关键技术分析概述 1 11.2有源电力滤波器工作原理 1 4 4 41.4.2基于重复控制的负数滤波器的新型锁相环方法 61.5谐波检测方法 7 7 81.6谐波电流控制算法 91.1级联H桥结构研究背景略。迅速开发并应用了基于H桥级联的所有类型的电力电子设备，包括有源电力滤波器、直流电压均衡对装置的整体稳定运行至关重要，这就是为什么DC侧电压均衡策略受到越来但电路结构复杂，设备成本较高。黄海宏等鉴于电网电压有不对称情况，通过在AC侧加入1.2有源电力滤波器工作原理图2-1是并联型有源电力滤波器的功能原理图，换器将与谐波电流分量相同大小和相反相位的补偿电有源电力滤波器通常使用PWM变流器作为主非线性负载电流跟踪驱动电路图2-1并联型有源电力滤波器工作原理图2-2单相级联H桥变流器的拓扑结构图2-2为单相级联H桥变流器的拓扑结构图28。每个H桥单元由两个两电平桥臂并联组成的单相全桥变换器构成，H桥单元的每个桥臂上有两个开关管和反并联二极管为了避免H桥单元的直流电源短路，要求同一个桥臂上的两个开关器件不能同时开通即Si1开通时，Si2件Sil和开关器件Si2的触发信号互补，开关器件Si3和开关器件Si4的触发信号互补。规定“1”表示对应的开关器件开通，“0”表示对应的开关器件关断。图2-3所示，a)是工作在正向导通模式，b)是工作在正向旁路模式，c)是工作在反向旁路模式，d)是工作在反向导通模式。ABAAB3AB1.3单相APF谐波检测其中，E为电网电压有效值，w为基波角频率，n为谐波次数，In为负载电流各次谐波则：谐波电流信号i,=is-iq-ip。这种方法适合单相电路谐波电路、无功电流的检1.4锁相环方法压不平衡，则SRF-PLL无法提取线路电压的基波负序列分量，也无法准确捕获相位信息。器。复数滤波器分为基波正序分量滤波器和基波负序分量滤波器，表达式分别如下所示：式(2-7)(2-8)中，w₀为复数滤波器的中心频率；wc为复数滤波器的截止频率。具有正负序分离功能的锁相环结构，如下图所示：得到基波正序分量和基波负序分量的传递函数，分别所示：6波频率处的增益不为零：基波负序分量虽然在基波负序频率处具有单位增益和零相移，在不适用于电网电压失真的情况下。为了解决此问题，通过级联多个复数滤波器，在提取基波分量的同时还可以分别提取各次谐波分量。但是这种方法理论上需要级联无穷多个复数kk式所示：7此外当CCF-RC和CCF-ORC中的复数滤波器截止频率wc、电网电压的周期To、重复控制环节的增益k以及比例系数k为固定值时，特定频率处所对应的增益和相移也就通过实时更新电网电压角频率w0和基波周期To的方式，使提取的基波正序分量和基波负序分量始终为单位增益和零相移。值得注意的是，ZCD环节的输入应为CCF-RC法和 CCF-ORC法提取的电网电压基波正序分量。由于CCF-RC法和CCF-ORC法提取的1.5谐波检测方法法一直是有源申力滤波器研究的热点问题之一。有源电力滤波器的目标是补偿电网电流的谐波分量，传统的应用于单相系统的ip-iq检测法的实质是把待检测的通常单相电网的瞬时电流可以写为：如果设单相电网电压为us(t)=Uscos(wt)根据傅里叶分解，电网式中，Ip为基波有功电流分量的幅值；Iq为基波无功电流分量的幅值；In(n=2,3,4.…)为各次谐波分量的幅值。1.5.2基于定积分的改良谐波检测法在单相电网中，电网电流的谐波成分主要以奇数次谐波分量为主，偶数次谐波分量含量很少，近似可以忽略。如果单相电网中只有奇数次谐波电流，则根据积化和差公式，电网中交流分量全部为偶数次，那么设置定积分时间为半个电网周期即可获得电网电流中的直流分量，从而减少定积分时间，提高系统的快速性能131。下面给出定积分法的数字化实现方式。2从上图可以看出，新型谐波检测算法与传统的ip-iq法结构类似。首先把待检测的瞬方式，得到电网电流的基波有功分量瞬时值和基波无功分量瞬时值，电网总电流减去基波有功分量瞬时值和基波无功分量瞬时值即可得到谐波分量瞬时值。与传统的ip-iq法不同1.6谐波电流控制算法制器。然而PI调节器只能对直流量实现无误差调节，有源电力滤波器需要对谐波进行补偿式即可对各次谐波电流进行控制。PR调节器的传递函数表达式如下式所示：单相级联H桥型有源电力滤波器电流内环的线性模型如下图所示：I