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傳統LCL濾波功率損耗的解決方案
來源:青島威控電氣      發布:2013 -04 -24
電壓型PWM整流器具有直流電壓可控、電網側輸入電流畸變率低、功率因數高以及能量可雙向流動等優點,但是,輸入電流中含有因PWM引入的高頻諧波分量。為減少高頻諧波所產生的不利影響,傳統的PWM整流器多采用單電感作為輸入濾波器(L濾波器);趩坞姼蠰濾波器的PWM整流器在開關頻率、效率、體積、成本等方面暴露出來諸多問題越來越制約著其發展,而基于LCL濾波的PWM整流器可以很好地解決上述問題。
 
LCL濾波器對高頻諧波電流可起到很大的衰減作用,系統輸入側采用串聯LCL濾波器有利于整流器獲得高質量的輸入電流。但是,LCL濾波器在諧振頻率附近將會造成系統的不穩定,為保證系統穩定性,通常采用電容端串聯或并聯阻尼電阻來抑制諧振。加入阻尼電阻后會造成功率損耗,而對井下環境來說,散熱是極難解決的問題。
 
針對以上問題,我公司在產品設計過程中通過控制算法引入“虛擬電阻”來取代阻尼電阻,既可使系統達到有阻尼電阻抑制諧振的效果,又避免了引入電阻帶來的發熱問題。該算法的控制思想是將電容兩端電壓除以虛擬電阻可得到虛擬電阻上的電流,然后將其加入電流指令。該指令通過一個低通濾波器之后,虛擬電阻上的電流減去直流、低頻分量,其目的是讓虛擬電阻只在高頻部分起作用,抑制諧振。其控制效果就相當于在電容兩端并聯了一個阻尼電阻,實現和加入阻尼電阻一樣的消除諧振效果。相對于串入虛擬電阻控制算法,該方法不需要引入微分環節。
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