Riassunto: Al fine di garantire la precisione della tensione di fase in uscita del lato CA del filtro di potenza attiva, per eseguire efficacemente la compensazione dell'inseguimento armonico e migliorare la qualità dell'alimentazione, la tensione del bus sul lato CC deve essere mantenuta sufficientemente stabile e il valore ragionevole della capacità sul lato CC è cruciale．Il metodo di progettazione del bus la capacità del pacitore di supporto- viene derivata in base al bilanciamento istantaneo della potenza, tenendo conto dei vincoli di tensione del bus, corrente di ripple del condensatore e perdita di capacità, per sopprimere efficacemente- le fluttuazioni di tensione sul lato CC e mantenere le prestazioni di compensazione, evitando al tempo stesso- il sovraccarico del condensatore del bus e riducendo i costi dell'hardware, e il l'efficacia del- metodo di progettazione proposto è verificata mediante simulazione ed esperimento．
Parole chiave:filtro di potenza attiva; tensione del bus; perdita di capacità; potenza istantanea; capacità del condensatore
Contenuto:
2. Struttura del circuito principale e principio di compensazione
3. Progettazione del condensatore del bus
3.1 Analisi del valore della tensione del condensatore del bus
3.2 Analisi della corrente di ripple e delle perdite del condensatore
4. Risultati sperimentali e analisi
1. Scopo dell'articolo
Con l'applicazione diffusa di dispositivi elettronici di potenza come gli alimentatori a commutazione nei settori delle comunicazioni, domestico e industriale, il carico non lineare nella rete elettrica è aumentato in modo significativo. Durante il funzionamento dei dispositivi elettronici di potenza, una grande quantità di armoniche viene immessa nella rete elettrica, causando problemi come il surriscaldamento e l'invecchiamento dell'isolamento delle apparecchiature elettriche e causando facilmente malfunzionamenti della protezione dei relè che mettono a rischio la sicurezza del funzionamento della rete elettrica. Alla luce dei problemi di cui sopra, questo documento combina l'influenza della tensione del bus sulla soppressione armonica, deriva la relazione quantitativa tra corrente del bus, capacità parallela e perdita del condensatore e costruisce la relazione di vincolo tra tensione istantanea, ondulazione e potenza del sistema sul valore del condensatore lato CC sulla base del bilancio di potenza, quindi ottiene l'intervallo di valori della capacità. La correttezza del metodo di calcolo è verificata mediante esperimenti.
2. Struttura del circuito principale e principio di compensazione
Il sistema adotta una struttura topologica a tre-fase a quattro-fili. Il punto medio del lato CC non è collegato a un induttore. Il lato CA è collegato all'alimentazione trifase-tramite un induttore di interfaccia. Il lato CC è collegato a un condensatore di supporto per bufferizzare l'energia armonica e stabilizzare la tensione di supporto del bus.
3. Progettazione del condensatore del bus
3.1 Analisi del valore della tensione del condensatore del bus
Per ottenere un'inversione completa, il filtro di potenza attiva dovrebbe rendere la tensione di uscita lato inverter maggiore del valore di picco della tensione di fase lato rete. Quando il punto medio del condensatore viene cortocircuitato-sul lato rete, la relazione tra la tensione di uscita sul lato inverter e la tensione del condensatore sul lato CC può essere ottenuta utilizzando la legge KVL nel circuito:
La tensione di fase della rete di distribuzione pubblica è 220 V. Considerando che la tensione in uscita dal trasformatore è superiore del 10% rispetto al valore nominale e ignorando l'influenza delle armoniche, il valore di picco della tensione di fase è:
Es:=110% ∗ 220 ∗ 2=342.
3.2 Analisi della corrente di ripple e delle perdite del condensatore
Lo scambio di energia tra il lato rete e il carico avviene principalmente attraverso la capacità delle sbarre. Se il valore della capacità è troppo piccolo, non è possibile ottenere l'effetto di stabilizzazione della tensione e la pulsazione della tensione sul lato CC è elevata; se il valore della capacità è troppo grande, sebbene sia utile ridurre la pulsazione della tensione, è accompagnato da una diminuzione della resistenza in serie equivalente, consentendo un aumento della corrente di ripple, che aumenta la perdita di potenza del sistema e il riscaldamento del condensatore, influenzando la vita operativa del condensatore.
4. Risultati sperimentali e analisi
Il modello è stato stabilito nel software di simulazione Matlab/Simulink e i parametri di simulazione sono stati impostati come segue: tensione di rete trifase 220 V/50 Hz; il carico trifase- era un raddrizzatore non controllato con carico RLC, R=25 Ω, L=1 mH, C=2 mF; l'induttanza del filtro Lf=2.5 mH tra l'APF e la rete, la tensione lato CC U dc=730 V e la capacità lato CC 2 mF .
5.Conclusione
Questo articolo descrive il processo di progettazione del valore del condensatore lato CC del filtro attivo parallelo ad alta-potenza e propone un metodo per ottenere il valore del condensatore lato CC sotto i vincoli di tensione lato CC, corrente di ripple e potenza di uscita in base al bilancio di potenza istantaneo, in modo che il design del condensatore lato CC sia più accurato e il valore sia più ragionevole. Può anche progettare il condensatore lato CC con diversa potenza di compensazione, ondulazione consentita o valore di impostazione lato CC. L'esperimento verifica la correttezza e l'efficacia del progetto. Il metodo di progettazione proposto e l'esperienza ingegneristica hanno un certo significato di riferimento per la ricerca e l'applicazione della progettazione di condensatori bus di altri sistemi di filtro attivi.