电气工程实践工作汇报.ppt

1、,工作汇报,工程实践, 搜集整理,项目组长,组员,目录,1,2,3,4,仿真,仿真结果分析,器件选型,散热,www.51pp 搜集整理,5,电气原理图,2020/8/7,2/24,仿真,仿真电路：基于 谐波检测方法的有源滤波器设计,仿真模型的搭建：,APF主电路,谐波电流检测电路,补偿电路,2020/8/7,3/24,2020/8/7,仿真参数,仿真参数： 三相电网电压频率为50 Hz，线电压有效值设为220 V； 仿真总时间：t=0.12s； 整流电路触发导通角:T=/6； 负载：Rd1= Rd2=8.5，Ld1=10mH，Ld2=90mH； 比例积分参数：K=0.8，I=1； 电容电感参数

2、： ，C=2000F； 三角载波频率：20kHz。,4/24,2020/8/7,仿真模型,5/24,2020/8/7,主电路,6/24,2020/8/7,谐波电流检测电路,7/24,2020/8/7,补偿电路,8/24,仿真结果分析,www.51pp 搜集整理,在0.06 s时刻，负载突变为Rd=8.5，Ld=10 mH。负载电流波形如图1所示，此时的电压畸变率THD=30.8%，已经严重畸变。图2的电流频谱为该负载电流波形进行傅里叶分析后得到的，由该图可以看出负载电流含有大量谐波成份，尤其是5、7、11、13等高次谐波，且其幅值分别为7.85A、3.147A、2.954A、1.857A。,图

3、1 负载电流波形,图2 负载电流频谱,2020/8/7,9/24,仿真结果分析,www.51pp 搜集整理,ip-iq检测方法得到的指令电流和实际补偿电流分别如图3和图4所示。从图6-3、图6-4分别中可以看出，在0.06秒突加负载后，ip-iq方法的检测达到稳定延时间为0.01s，可以看出其动态响应速度比较快。对比图3图4可以看出，电流跟踪控制采用三角载波比较方式，实际补偿电流实时精确地跟踪指令电流。,图3 指令电流波形,图4 实际补偿电流,2020/8/7,10/24,仿真结果分析,www.51pp 搜集整理,由图5可以看出，直流侧电压控制使直流侧电压很快达到并维持在给定值左右。即使发生波

4、动，直流侧电压也能很快达到新的稳定值。在0.006s时达到给定值，电路运行稳定后，直流侧电压可以稳在800V。由其稳定后的波形放大可以得到，Udc(max)=800.557、Udc(min)=799.21，可计算直流则电压的纹波为， 。在0.06s时，电压给点值发生波动到700V时，直流则电压很快能达到给定值，由其稳定后的波形放大可以得到，Udc(max)=700.541、Udc(min)=698.39，可计算直流则电压的纹波为，,图5 直流侧电压波形,2020/8/7,11/24,仿真结果分析,www.51pp 搜集整理,图6是不加负载突变时补偿后电源电流波形，由图6可以看出此时电网电流波形

5、正弦度得到了较大改善，电流的正弦度明显提高，电流谐波总畸变率THD已经降到3.66%,达到国标谐波畸变率不超过5%的要求。 图7 为补偿后的电网电流频谱，与补偿前相比谐波含量明显减少，高次谐波基本上已完全被滤除，只含有少量的5次和7次谐波，此时的5、7次谐波幅值分别下降到了2.25A，2.31A。由图可以看出，经过补偿后的电网电流基本上只含有基波电流，其他谐波量很少，说明所设计APF能够有效抑制电网谐波。,图6 不加负载突变时补偿后电网侧电流波形,图7 不加负载突变时补偿后电源电流频谱,2020/8/7,12/24,仿真结果分析,www.51pp 搜集整理,由图8可以直观看出，补偿后的电网侧电

6、压、电流同相位，说明此时不含无功分量，该系统可以同时滤除谐波和补偿无功。,图8 补偿后电源电压、电流波形,2020/8/7,13/24,IGBT选1200v，45A 英飞凌IHW20N120R3,www.51pptmoban. com 搜集整理,器件选型,3,2020/8/7,14/24,驱动芯片选用IED020I12-B2,驱动板选用EVAL-IED020I12-B2,2020/8/7,15/24,电感取值，在滞环比较方式下，最大开关频率f=20kHz，补偿电流最大不超过APF最大电流的=0.9倍。5次谐波电流最大，且为负序，则最小补偿电流变化率hIh.max 为23562，Us=220。代

7、入以下电感计算公式：,得：0.87mH L 4.8mH，L取1mH,电容取值，应考虑最极端的情况。由于是阻感性负载，APF输出的最低次谐波为5次，且为负序。直流电压波动率定义为不超过0.4%，直流侧电压800V。Imax为APF输出最大电流幅值。代入以下电容计算公式：,得：C 1865F，C取2000F,2020/8/7,16/24,电容选用日立电容HCG FA 1000F 400V,2020/8/7,17/24,电抗器选用上海银利公司 YL.GDF 20/1 即：20A 1mH,器件价格清单,2020/8/7,18/24,散热,www.51pptmoban. com 搜集整理,本设计选用的单

8、项串联电抗器和电解电容温度上限分别为110和105，根据已有的经验，在常温下工作，采用自然空气冷却即可实现散热要求。,1.电抗器和电容的散热,2.IGBT散热,IGBT的散热需要使用电子散热器以及强制空气冷却。,IGBT损耗发热功率PIGBT=Pcond(导通损耗)+Psw(开关损耗),由于APF采用的是三相PWM逆变电路，则有专门的一套计算损耗的公式： 电路参数：Udc=800V，Uout=220V，Iapf=15A，f=20kHz，cos=0.96 （阻感负载，R=17，L=100mH）,2020/8/7,19/24,2020/8/7,散热,得出：Pcond = 17.8w，Psw = 11.7w。则单个IGBT损耗功率P = PIGBT/6 = 4.92w,器件参数：通态压降Vce0=1.7V，通态电阻rce=74m，Eoff=1.3mJ,20/24,底板温度(散热器)