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摘 要：在对当前大功率有源电力滤波器进行研究的前提条件下,分析大功率有源电力滤波器完成的手段.文章将给出以不带变压器的四重化变流器作为主要的电路,以便完成高压高容量有源电力滤波器,明确指出了系统的结构拓扑,并对系统的控制原理进行详细分析.
关 键 词：有源电力滤波器；高压高容量；多重化
中图分类号：TM13文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）24-0019-02
伴随着社会经济的迅猛发展,科学技术的不断进步,电子技术也得到快速进步,多种多样的电力电子设备在各个领域中广泛运用.这同时也使得电力系统遭到了一定的破坏与谐波的污染.而有源滤波器可以有效地去除产生的谐波,且进行无功的补偿.所谓的有源滤波器指的就是对谐波进行动态控制与补偿无功的一种最新型的电力电子设备,可以有效地不断变换无功实行补偿,同时也能对频率与大小不断变化的谐波加以去除.将其称作是“有源”,是由于该设备必须提供电源,具备响应迅速,可以达到持续、动态的补偿等优点.因此,有源滤波器受到人们与社会的普遍关注,且又相应地推出了很多的电路拓扑结构与控制办法.
1有源电力滤波器概述
有源电力滤波器,是利用电流互感器对负载电流进行检查,且在内部DSP运算之后,将负载电流内的谐波成分拿出来,之后在PWM信号的帮助下,将其传送到IGBI中,控制逆变器产生与负载谐波电流基本一致的谐波电流,且两者之间的方向相悖,在电网内输入谐波电流,最终实现过滤谐波的目标.
有源电力滤波器与无源滤波器进行对比,有源电力滤波器具有一定的优越性,能够获得较好的治理成果,能够在同一时间内将高次或者是多次的谐波加以过滤,进而有效控制谐振的发生.在实际的工作中,其安全系数不是很高.国际中较为广泛的做法就是对变压器进行升压处理,以此来确保设备装置的安全性与可靠性.
为了能够有效处理高容量有源电力滤波器的开关速度与所使用开关装置容量方面的问题,本文将对以不带变压器的四重化变流器作为主要的电路进行研究,分析达成高容量有源电力滤波器的办法.
2四重化主电路完成高容量的有源电力滤波器
对国内外有关大功率的有源滤波器进行分析,并在常压工业负载的基础上设计了一个四重化的变流器,该变流器是没有携带变压器的,将这种变流器作为主要电路的有源电力滤波器,其电路能够运用到工业的电网中,有效降低仪器设备的成本投入.利用进线电抗器将四组四重化变流器并联起来,进而构成了主电路.连接在一起的四组四重化变流器,共同使用一个直流电容器.在运转时,各个组依据电路计算的控制谐波指令电流,利用自身的电流追踪部分进行控制,进而出现谐波补偿电流把上述生成的电流加起来,保证其和负载谐波源全部的谐波电流成分是基本一致的,进而将谐波源负载电流内的谐波成分有效去除,最终保证谐波正弦基波电流没有包含在进入到电源侧的电流中.
在有源电力滤波器开展谐波补偿的过程中,可以将四个电流源输出的负载谐波电流iL和电流两者实行迭加计算,利用由四组四重化变流器所生成的谐波补偿电流表示.各个有源电力滤波器输出电流和包含谐波电流负载的电流两者之间的迭加,利用流入电源侧的电流表示.在对其进行控制的过程中,应该对各个组展开全面且平衡的输出容量控制,进而保证每一组最终生成的谐波电流都是负载内谐波电流的25%.那么,将负载的电流iL和各个组中电流的ic1、ic2、ic3以及i进行相加之后,最终进入电源的电流is就变成基波电流,且其中没有包含谐波的成分.为了能够对四组四重化变流器的补偿控制进行有效调节,在四组中都安装设定一个驱动保护电路以及一个电流追踪控制电路,通过控制电路对时基脉冲（电流追踪控制）进行集中的处理,依据有关时序,将各个跟踪控制模板进行有效的分配.在实际完成之后,将第1组内的基准时钟高于第1组内的基准时钟,达到折合电角度90度的目标,第2组内的基准时钟高于第3组内的基准时钟,达到折合电角度90度的目标,第3组内的基准时钟高于第4组内的基准时钟,达到折合电角度90度的目标.在这种情况下,最后系统所获得的开关频率就是四个组开关频率的四倍.
3结果分析
通过研究有源电力滤波器设备对上面的电路展开关于谐波补偿试验.谐波源的构成元素就是带电感性负载的三相整流桥.在图1中了解到,有源电力滤波器试验前后的波形及其有关的频谱图.从中可以发现,在进行补偿之前的三相电流波形属于正负变更的一种梯形状的波形,且有变形现象；在频谱图内,高次谐波的分量存在幅值.在对其进行补偿之后,电流的波形获得了一定的改进,与正弦基本上一致；在其频谱图内,已经不存在高次谐波电流元素.这就表明：有源电力滤波器具有较好的补偿作用.
在补偿前后,有源电力滤波器的电源电流波形及其相关的频谱情况如图1所示：
4结语
综上所述,本文将不带变压器的四重化变流器作为一个主要的电路,以此来完成高容量有源电力滤波器的办法,这种办法能够有效处理有源电力滤波器处于容量较大的状态时存在的开关频率与容量两者相冲突的问题.利用多重化主电路能够有效处理在容量较高的情况下单一电力电子设备有关开关频率不高的现象,它可以大力提升系统的等效开关频率,从而有效发挥有源滤波器的补偿功能.另外,利用多重化的主电路,能够有效拓宽设备的补偿
容量.