摘要:指令電流運算電路的功能主要是從負載電流iL中分離出諧波電流分量iLh和基波無功電流iLg,然后將其反極性作用后發生補償電流的指令信號ic=(iLh+iLq)。電流跟蹤控制電路的功能是根據主電路產生的補償電流ico應跟蹤ic的原則,計算出主電路各開關器件的觸發脈沖,此脈沖經驅動電路后作用于主電路,產生補償電流ico,由于ic≈ico,所以
指令電流運算電路的功能主要是從負載電流iL中分離出諧波電流分量iLh和基波無功電流iLg,然后將其反極性作用后發生補償電流的指令信號ic=(iLh+iLq)。電流跟蹤控制電路的功能是根據主電路產生的補償電流ico應跟蹤ic的原則,計算出主電路各開關器件的觸發脈沖,此脈沖經驅動電路后作用于主電路,產生補償電流ico,由于ic≈ico,所以
iS=iL+ic=iL+ico
=iL-(iLh+iLq)=iLp即電源電流iS中只含有基波的有功分量iLp,從而達到消除諧波與進行無功補償的目的。根據同樣的原理,電力有源濾波器還能對不對稱三相電路的負序電流分量進行補償。
電力有源濾波器的主電路一般由PWM逆變器構成。根據逆變器直流側儲能元件的不同,可分為電壓型APF(儲能元件為電容)和電流型APF(儲能元件為電感)。電壓型APF在工作時需對直流側電容電壓控制,使直流側電壓維持不變,因而逆變器交流側輸出為PWM電壓波。而電流型APF在工作時需對直流側電感電流進行控制,使直流側電流維持不變,因而逆變器交流側輸出為PWM電流波。電壓型APF的優點是損耗較少,效率高,是目前國內外絕大多數APF采用的主電路結構。電流型APF由于電流側電感上始終有電流流過,該電流在電感內阻上將產生較大損耗,所以目前較少采用。但是電流型APF由于開關器件不會發生直通短路現象,隨著超導儲能磁體研究的進展,也將促進多功能電流型APF投入實用。
從上述原理可以看出,電力有源濾波器是運用瞬時濾波形成技術,對包含諧波和無功分量的非正弦波進行“矯正”,這與基于穩態頻譜的“濾波”概念已有很大的不同,而類似于自適應濾波技術中的“干擾抵消器”。因此,電力有源濾波器有很快的響應速度,對變化的諧波和無功功率都能實施動態補償,并且其補償特性受電網阻抗參數影響較小。
3電力有源濾波器的分類
(1)按電路拓樸結構分類,電力有源濾波器可分為并聯型、串聯型、串-并聯型和混合型。
(2)按電源類型分類,APF可分為單相APF、三相三線制APF、三相四線制APF及有源線路調節器(APLC)等。
三相四線制APF主要是為了補償電源中線上的電流諧波、無功功率及三相之間的不平衡問題。當功率額定值較小時,其主電路可直接采用三相逆變器,而將直流側電容中點聯接到電源中點上。當負載功率較大時可用四橋臂的逆變器,將第四橋臂單獨用于補償中線;為了實現三相獨立調節,還可使用更復雜的三個單相橋式逆變器進行分別補償。有源線路調節器是向電網中的某個(或幾個)優選節點注入消諧波補償電流,以達到在一定范圍內電網的電能質量綜合治理。目前更高層次的電力有源濾波技術在國外尚處于研究階段。
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