单相电压型PWM整流器交流侧电感的设计

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第2 7卷第 1期20 0 4年 1月

合肥工业大学学报 (然科学版)自j oURNAL OF HEFEIU NI VERS TY OF TE I CH NO L OGY

V o .2 O. 1 N 7 1

J n 2 0 a .04

单相电压型 P M整流器交流侧电感的设计 W张兴 杨孝志 刘正之 张崇巍，,,(.合肥工业大学电气与自动化工程学院。徽合肥 1安 2 0 0;2中国科学院合肥等离子物理研究所，徽合吧 30 9 .安 2 0 3 30 1

摘要；章在分析稳态条件下单相电压型 P M整流器 ( R)流侧矢量关系的基础上，出了一种基于矢量关系的单文 W VS交提

相 VS 限运行时的交流侧电感参数的设计方案。出了忽略交流侧电阻且只考虑基波分量时交流侧电感的计算公式、 R 4象给 并论证了交流侧电阻对电感参数取值的影响町以忽略。仿真结果验证了设计方案的正确性。关键词：流器；宽调制；感整脉电中图分类号： M 4 7 T 7文献标识码： A文章编号： 0 3 5 6 ( 0 4 0— 0 10 1 0— 0 0 2 0 ) 10 3— 4

De i n o ndu t nc o C i f s ng e sg fi c a e f rA lne o i l ph s o t g o r e PW M e tf e a e v la e s u c r c iir

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n he sng e ph s o t ges ur e PW M e tfe ( r c iir VSR )i— sana y e he c dii n ofs e dy s a e, nd a s h m e b s d o he v c o ea i n i utf w a d t e l z d on t on to t a t t a c e a e n t e t r r l to s p or r O d

sgn t n c a c a a t r o i he i du t n e p r me e fAC i e a he sng e ph s ln st i l a e VSR pe a e n f urq d a s o r t s i o ua r nt .The c l a—c a i o m u a fi uc a e a e o f r d w hie t e r ss a eoft e A C i s n g e t d a l he ul ton f r l s o nd t nc r fe e l h e i t nc h lnei e l c e nd on y t

f d m e t lwa e c nsde e un a n a v o i r d. Tha t e n c a c a a t r a f c e b he e i t nc o t h i du t n e p r me e fe t d y t r ss a e f AC ln ie ma be e l c e i a s d mon t a e y n g e t d s lo e s r t d. The e u t o s mul to v rf t e or e t s o t s r s ls f i a i n e iy h c r c ne s f his he e c m .

Ke r s: e tfe y wo d r c ii r;p s dt ul e wi h mod a i ul ton( PW M ) nd t nc ;i uc a e

随着电子技术的发展，率半导体开关器件性能不断提高，功出现了以脉宽调制 ( WM )制为基础 P控的各类变流装置。 W M整流器是一种交、 P直流侧可控的4象限运行变流装置，可以控制网侧电流及功并率因数。为了使电压型 P WM整流器 Votg o reR cie ( R)有较好的运行性能，流侧电感 l eS uc e t irVS具 a f交的设计至关重要。流侧电感的主要作用有：除VS交滤 R交流￣ P] I WM谐波电流、隔离网侧电势与V

S R交流侧电压、 VS使 R具有 B o t WM C/ C变换性能等。 o s P A D以往 VS交流侧电感的设计并没有充分考 R虑 VS R 4象限运行状态对电感参数取值的影响]本文在分析了单相 VS运行状态的基础上提出了一， R收稿日期： 0 3 0— 3 2 0—60

基金项目：九五”家重大科学工程基金资助项目( 9—1 )“国 1 82 0 9作者简介：张兴 (9 3 )男，徽合肥人，士生，肥工业大学副研究员； 16一。安 博合 刘正之(93 )男。 1 4 -,安徽合肥人，国科学院等离子体物理研究所研究员，士生导师中博张崇巍 (9 5 )男，徽巢湖人，肥工业大学教授，士生导师. 14一，安合博

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合肥 J业大学学报 ( -自然科学版 )

第 2卷

种基于单相 V R 4象限运行矢量关系的电感参数设计方案，通过对运行在特殊工作点的电感参数取 S 并值结果进行了仿真，验证了设计方案的正确性并

1单相 VS运行状态分析 R单相VS的拓扑结构，图1示。了简化分析，略交流侧电阻且只考虑基波分量 . R如所为忽则稳态条件下单相 VS R交流侧矢量关系，图 2所示。如 图 2中， E I令 、,j为定值，电感若值一定， I l亦为定值，以通过控 则所制交流侧电压矢量，可实现 V R 1即 S 象限运行。图 2中可以看出，从当交流侧电压 y端点 F处于弧 A段时，< B 09。此时 VS运行于整流状态， VS O, R即 RI\

Ⅱ/负载f一

. .

从电网吸收有功和感性无功功率； y当端点 F处于弧 B段时， 9。< 0 C O<,图 1单相 V R拓扑结构 S图 2单相 VS稳态矢量关系 R

VS运行于整流状态， VS从电网 R即 R吸收有功和容性无功功率；当端点 F处于弧 C段时， 1 0<一9。VS而 D 8。 0, R运行于有源逆变状态， 即 VS向电网传输有功和容性无功功率； R端点 F处于弧 DA段时，O< 1 0, R运行于有源逆变 9。 8。VS状态，即向电网传输有功和感性无功功率。中，行于A点时， R只从

电网吸收感性无功 (电感特其运 VS纯性 )运行于 C点时 VS只从电网吸收容性无功 (电容特性 )运行于 B点时可实现 VS单位功率因数； R纯； R

整流控制 (阻特性 )运行于 D点时，可实现 VS单位功率因数有源逆变控制 (正；则 R负阻特性 )显然， 当功率因数角变化时， S运行状态也随之变化。 2中E为电网的电势矢量；为交流侧电压矢量； V R图 y y为电感的电压矢量； J为交流侧相电流矢量；为功率因数角。

2 VS交流侧电感的设计 R2 1单相忽略交流侧电阻的电感设计 .

为简化设计，略 VS忽 R交流侧电阻， …… 此处隐藏：4817字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……