直流侧APF主电路参数与补偿性能的关系
从图2和3中可以看出,k值越小,电感电流开关纹波有效值和平均值越小。则从开关纹波的角度来看,k值应尽可能小,开关纹波对补偿电流的影响越小。即电压Uc的值应尽可能低。但是,为了保证电感电流ip在一个工频周期内可正负变化,即电流ip可上升或下降,则
。同时,还要考虑逆变器占空比的调节范围,一般k在1.1~1.3之间取值,即
。
3.3电容电压波动对补偿性能的影响以及电容量C的确定
在直流侧APF补偿容量一定的情况下,电容电压的允许波动范围影响电容量C的大小。允许波动范围越大,电容C可以越小,就可以降低成本。但电压波动范围,对补偿性能有影响。下面将定量分析电容电压波动对补偿性能的影响,确定波动范围,继而确定电容量C。
在单周控制直流侧APF中,有一个很关键的中间控制量
(16)
因为vm的值反映了负载的大小[5,6]。而在实际电路中,可以用下面的方程来实现
(17)
上式中vref为电容电压的参考值,Uc为电容电压值,kc为电容电压的取样比,kf为电容电压与参考电压的误差反馈系数。
结合(16)、(17)两式,可以得到
(18)
对(18)式整理可得
(19)
(19)式同时对变量vref,Uc进行多元函数一阶泰勒级数展开,得到
(20)
其中
分别为Re,vref,Uc的增量(或扰动)。如果忽略参考电压vref的扰动,则
(21)
式(21)反映了电容电压扰动对等效电阻的影响程度。可以看出,电容电压扰动和等效电阻扰动呈线性关系。电容电压的波动越大,等效电阻的波动就越大,那么电源输出电流有效值的波动就越大,因而会影响补偿效果。因此式(21)就反映了电容电压扰动对补偿性能的影响。为了保证一定的补偿效果,电容电压的波动一般控制在其稳态值的2%~5%左右。
在确定了电容电压波动范围以及直流侧APF的补偿容量P之后,可以根据直流侧 APF 的能量关系,得到直流侧电容的容量
(22)
Ucmax、Ucmin分别为电容电压的最大、最小值。
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_0.jpg)
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_1.jpg)
3.3电容电压波动对补偿性能的影响以及电容量C的确定
在直流侧APF补偿容量一定的情况下,电容电压的允许波动范围影响电容量C的大小。允许波动范围越大,电容C可以越小,就可以降低成本。但电压波动范围,对补偿性能有影响。下面将定量分析电容电压波动对补偿性能的影响,确定波动范围,继而确定电容量C。
在单周控制直流侧APF中,有一个很关键的中间控制量
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_2.jpg)
因为vm的值反映了负载的大小[5,6]。而在实际电路中,可以用下面的方程来实现
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_3.jpg)
上式中vref为电容电压的参考值,Uc为电容电压值,kc为电容电压的取样比,kf为电容电压与参考电压的误差反馈系数。
结合(16)、(17)两式,可以得到
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_4.jpg)
对(18)式整理可得
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_5.jpg)
(19)式同时对变量vref,Uc进行多元函数一阶泰勒级数展开,得到
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_6.jpg)
其中
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_7.jpg)
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_8.jpg)
式(21)反映了电容电压扰动对等效电阻的影响程度。可以看出,电容电压扰动和等效电阻扰动呈线性关系。电容电压的波动越大,等效电阻的波动就越大,那么电源输出电流有效值的波动就越大,因而会影响补偿效果。因此式(21)就反映了电容电压扰动对补偿性能的影响。为了保证一定的补偿效果,电容电压的波动一般控制在其稳态值的2%~5%左右。
在确定了电容电压波动范围以及直流侧APF的补偿容量P之后,可以根据直流侧 APF 的能量关系,得到直流侧电容的容量
![](http://editerupload.eepw.com.cn/fetch/20140213/231036_3_9.jpg)
Ucmax、Ucmin分别为电容电压的最大、最小值。
关键词: 直流侧有源电力滤波器 主电路 补偿性能
![](https://webstorage.eepw.com.cn/images/2014/m/wx.png)
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