一種改善pwm整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電流諧波檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流 諧波的電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 與傳統(tǒng)的不控整流和相控整流相比，PWM整流器實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)電流的正弦化，且可以 運(yùn)行于單位功率因數(shù)，因此具有功率因數(shù)高，輸出電壓紋波小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)。PWM整流 器分為電壓型整流器(VSR)和電流型整流器(CSR)兩種，其中電壓型整流器具有電能雙向傳 輸，功率因數(shù)校正，減小輸入諧波等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用較為廣泛。電流型整流器雖然具有電路保護(hù) 和較快電流響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，但是其交流側(cè)電容和直流側(cè)電感龐大的體積需要限制了它的應(yīng) 用。普通的電壓型整流器只具備升壓整流的功能，在直流側(cè)輸出電壓小于交流側(cè)輸入電壓 的場(chǎng)合，需要加入DC/DC升壓模塊，增加了成本和設(shè)計(jì)難度。此外直通狀態(tài)帶來的電磁干擾 會(huì)對(duì)其造成損害，降低它的抗干擾能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的電壓型PWM整流器不能降壓的缺陷問題而提 供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便、提高工作效率的改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路。
[0004] 本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：
[0005] 該改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路的結(jié)構(gòu)如下：電源UN的兩端分別與電感。的 輸入端和雙向開關(guān)Sb的輸入端相連接，電感Ln的輸出端與電阻Rn的輸入端相連接，電阻Rn的 輸出端與雙向開關(guān)S A的輸入端相連接;電阻Rl的兩端分別連接有接線端子1和接線端子0,雙 向開關(guān)Sa的輸出端分別與接線端子1和接線端子0相連接，雙向開關(guān)Sb分別與接線端子1和接 線端子〇相連接，電阻此的兩端還并聯(lián)有電容C dc。
[0006] 本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:該改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路相 對(duì)于三電平整流器而言，Z源三電平整流器不僅可以實(shí)現(xiàn)降壓輸出，而且由于直通不會(huì)引起 功率器件的損壞，可靠性明顯增加，消除死區(qū)時(shí)間，防止波形畸變。
【附圖說明】
[0007] 圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路示意圖。
[0008] 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路設(shè)計(jì)原理示 意圖
【具體實(shí)施方式】
[0009] 為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合 附圖詳細(xì)說明如下：
[0010] 請(qǐng)參閱圖1至圖2所示:該改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路的結(jié)構(gòu)如下：電源UN 的兩端分別與電感L N的輸入端和雙向開關(guān)S B的輸入端相連接，電感L N的輸出端與電阻R N的 輸入端相連接，電阻Rn的輸出端與雙向開關(guān)Sa的輸入端相連接；電阻Rl的兩端分別連接有接 線端子1和接線端子0,雙向開關(guān)SA的輸出端分別與接線端子1和接線端子0相連接，雙向開 關(guān)Sb分別與接線端子1和接線端子0相連接，電阻Rl的兩端還并聯(lián)有電容C dc。
[0011] 設(shè)網(wǎng)側(cè)電壓和電流為：
[0012] un=UNM cos ω t (1)
[0013] in=lNM cos( ω t-θ) (2)
[0014]式（1 )、（2)中，UNM為Un的峰值，INM為in的峰值;Θ為Un超前于in的角度。當(dāng)整流器為工 作于整流工況時(shí)，Θ = 0° ;當(dāng)為逆變工況時(shí)，Θ = 180°。則網(wǎng)側(cè)瞬時(shí)功率為：
[0015] Pin = Unin
[0016] =UnmInm cos( ω t)cos( ω t-θ)
[0017] =0.5UnmInm cos(9)+〇.5UnmInm cos(9)cos(2 ω t) (3)
[0018] 由式(3)中可知，0· 5UnmInmcos9為瞬時(shí)功率的穩(wěn)態(tài)分量;〇 · 5UnmInmcos9cos(2 ω t)為 波動(dòng)分量。
[0019] 輸出側(cè)的瞬時(shí)功率為：
[0020] (4)
[0021] 式⑷中，Udc為udc的平均值，II為ii的平均值，的波動(dòng)量。若4個(gè)功率管IGBT 均工作在理想開關(guān)開關(guān)，則可略去功率管開關(guān)過程中的能量損耗。根據(jù)輸入瞬時(shí)功率等于 輸出瞬時(shí)功率可知：
[0022] Ρ?η = P〇ut (5)
[0023] 把式(3)、（4)代入式(5)，同時(shí)可知變換器交流側(cè)功率的波動(dòng)量應(yīng)與直流側(cè)輸出功 率的波動(dòng)量相等，即可得式(5):
[0027] 式（7)中，cos0表示整流器功率流動(dòng)的方向，整流工況時(shí)，COS0 = 1;逆變工況時(shí)， cos0 = -l ;sin(2 ω t)為Udc的紋波分量。所以，變流器的輸出直流電壓Udc為：
[0024]
[0025]
[0026]
[0028]
[0029]因此，udc含有2倍工頻的紋波分量，若將此紋波分量引入到電壓外環(huán)PI控制器中， 使將會(huì)導(dǎo)致外環(huán)控制器的輸出含有2倍工頻的分量。i*mn與鎖相環(huán)的輸出信號(hào)sin cot相 乘后，必將含有3倍于工頻的信號(hào)。若將此信號(hào)作為電流內(nèi)環(huán)的給定信號(hào)i*mnsinc〇t，經(jīng)過內(nèi) 環(huán)控制后，irJS蹤必將有較大的3倍于工頻的諧波電流。以此類推，in中的3 倍于工頻的諧波通過主電路和雙閉環(huán)控制系統(tǒng)后，將會(huì)導(dǎo)致in含有5次諧波，進(jìn)一步類推， 可知in中將有較大的3、5、7、9次等奇數(shù)次諧波。若要降低i n的奇數(shù)次諧波，可對(duì)ud。補(bǔ)償后再 引入到外環(huán)中。由（8)式可知，udc中的2次諧波為t7 dc，若將Udc減去^后再引入到電壓外環(huán) 中，這樣即可降低輸入電流的奇數(shù)次諧波。其中補(bǔ)償電壓為：
[0030]
[0031]基于上述可控整流器諧波產(chǎn)生機(jī)理及其消除方法，在傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制算法(稱為 傳統(tǒng)算法)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了新型雙閉環(huán)控制算法如圖2所示。
[0032]以上所述僅是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化與 修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路，其特征在于，該改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流 諧波的電路的結(jié)構(gòu)如下： 電源Un的兩端分別與電感Ln的輸入端和雙向開關(guān)Sb的輸入端相連接，電感Ln的輸出端與 電阻Rn的輸入端相連接，電阻Rn的輸出端與雙向開關(guān)Sa的輸入端相連接；電阻Rl的兩端分別 連接有接線端子1和接線端子〇,雙向開關(guān)Sa的輸出端分別與接線端子1和接線端子0相連 接，雙向開關(guān)Sb分別與接線端子1和接線端子0相連接，電阻Rl的兩端還并聯(lián)有電容Cdc。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路，電源UN的兩端分別與電感LN的輸入端和雙向開關(guān)SB的輸入端相連接，電感LN的輸出端與電阻RN的輸入端相連接，電阻RN的輸出端與雙向開關(guān)SA的輸入端相連接；電阻RL的兩端分別連接有接線端子1和接線端子0，雙向開關(guān)SA的輸出端分別與接線端子1和接線端子0相連接，雙向開關(guān)SB分別與接線端子1和接線端子0相連接，電阻RL的兩端還并聯(lián)有電容Cdc。該改善PWM整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波的電路相對(duì)于三電平整流器而言，Z源三電平整流器不僅可以實(shí)現(xiàn)降壓輸出，而且由于直通不會(huì)引起功率器件的損壞，可靠性明顯增加，消除死區(qū)時(shí)間，防止波形畸變。
【IPC分類】H02M1/12
【公開號(hào)】CN205319933
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620034634
【發(fā)明人】袁滿, 任海軍, 吳顯松, 代云中, 孫斌
【申請(qǐng)人】袁滿
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月14日