基于基波磁通补偿的三相有源电力滤波器麻花钻

基于基波磁通补偿的三相有源电力滤波器

基于基波磁通补偿的三相有源电力滤波器 2011： 摘要：电力电子装置和非线性负载的广泛应用使电力系统产生了大量的谐波。电力系统谐波已经成为电力系统的一大公害，也是近10于120V三相交流电整流）；三相系统中主要是5，7，11等次谐波，因此无源滤波器只设立了采用星形接法的5次和7次支路；滤波源为三相不控整流装置；负载电阻为湖北追日电气设备有限公司专门提供的液态电阻；Ld和Cd用于抑制逆变器产生的高频谐波。整个电流控制电路和逆变器电路用于产生基波补偿电流。当逆变器出现故障时，为了不影响负载正常运行，可将变压器的二次侧短路，因此图1中加入一个接触器用于短路变压器二次测，以保护逆变器装置。　　本文的三相电路结构不同于文献中的结构，逆变器和串联变压器完全独立，每相单独成果控制，主要考虑实际的三相系统中可能有一定的不对称性，3个独立的串联变压器之间没有耦台，控制简单方便，在实际中可将每相设计成完全一样的模块。3 系统参数设计与仿真　　根据基波磁通补偿的有源电力滤波器的新原理，考虑图1三根系统中的一相，变压器一次侧对基波呈现很小以致可以忽略的一次侧漏抗，而对谐波呈现一次侧励磁阻抗。在低压380V三相系统中、系统等效内阻抗可以忽略不计。设串联变压器基波励磁阻抗为Zp，当控制系统满足基波磁通补偿条件时，串联变压器基本不增加系统的基波阻抗，而对n次谐波的阻抗nZp。为了改善系统的滤波效果，串联变压器的励磁阻抗不能太小。而在图3所示的谐波源中，功率因数一般都很高，因此不需补充无功，故滤波电容器可以设计得小一些。综合考虑串联变压器的励磁阻抗和无源支路，并运用MATLAB进行仿真，当串联变压器的基波励磁阻抗Zp取为6.28Ω，无源支路C5=30μF，L5=13.5mH，C7=20μF，L7=10.35mH时，加滤波器之前的系统电流和电流波形如图2所示，而加滤波器之后的系统电压和电流波形如图3所示。整个系统的滤波效果非常理想，其功率因数接近于1。

串联变压器串联在系统中，若变比为k=W1 /W2，一次侧基波电流为I1，则二次侧压降为一次侧的1／k倍。注入变压器二次侧的基波电流为ki1。为了减少逆变器的输出电流，需减小k。考虑各种短路现象，二次侧压降可能会达220／k，这个交流电压会通过逆变器的4个续流二极管构成的整流桥给电容器充电，导致直流母线电压过高，所以1/k不能太大。综合考虑，取k=W1/W2=1／2,这样串联变压器二次侧电

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