1 三相四线并联型有源电力滤波器的结构与工作原理
图1为三相四线制并联型有源电力滤波器的结构。主电路采用电容中点式的电压型逆变器。电流跟踪控制方式采用滞环控制。
图1 三相四线制并联型有源滤波器的结构
以图2的单相控制为例,分析滞环控制PWM调制方式实现电流跟踪的原理。在该控制方式中,指令电流计算电路产生的指令信号ic*与实际的补偿电流信号ic进行比较,两者的偏差作为滞环比较器的输入,通过滞环比较器产生控制主电路的PWM的信号,此信号再通过死区和驱动控制电路,用于驱动相应桥臂的上、下两只功率器件,从而实现电流ic的控制。
图2 滞环控制PWM调制方式实现电流跟踪的原理图
以图3中A相半桥为例分析电路的工作过程。开关器件S1和S4组成A相的半桥变换器,电容C1和C2为储能元件。uc1和uc2为相应电容上的电压。为了能使半桥变换器正常跟踪指令电流,应使其电压uc1和uc2大于输入电压的峰值。
(a)ica>0,dica/dt>0(b)ica>0,dica/dt<0
(c)ica<0,dica/dt<0(d)ica<0,dica/dt>0
图3 电压型逆变器A相工作过程图
当电流ica>0时,若S1关断,S4导通,则电流流经S4使电容C2放电,如图3(a)所示,同时,由于uc2大于输入电压的峰值,故电流ica增大(dica/dt>0)。对应于图4中的t0~t1时间段。
当电流增大到ica*+δ时(其中ica*为指令电流,δ为滞环宽度),在如前所述的滞环控制方式下,使得电路状态转换到图3(b),即S4关断,电流流经S1的反并二极管给电容C1充电,同时电流ica下降(dica/dt<0)。相对应于图4中的t1~t2时间段。
图4 滞环控制PWM调制器的工作状态
同样的道理可以分析ica<0的情况。通过整个电路工作情况分析,得出在滞环PWM调制电路的控制下,通过半桥变换器上下桥臂开关管的开通和关断,可使得其产生的电流在一个差带宽度为2δ的范围内跟踪指令电流的变化。
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