并聯(lián)有源電力濾波器交流側(cè)濾波電感的優(yōu)化設(shè)計
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式中：Ts為平均開關(guān)周期；
Uces為開關(guān)管通態(tài)時飽和壓降。
3.3 RC 吸收電路的損耗
RC 吸收電路的損耗為
Prc=6×
CsUc2fs (12)
式中：Cs為吸收電容值。
fs=
（13）
通過以上分析，可以得到系統(tǒng)總損耗為
Ploss=Pon＋Poff＋Pcon＋Prc （14）
4 濾波電感的優(yōu)化設(shè)計
在滿足一定效率條件下，尋求交流側(cè)濾波電感L，使補償電流跟蹤誤差最小。得到如下的優(yōu)化算法。
優(yōu)化目標(biāo)為 minA（Uc，L）
約束條件為 Ploss≤（1－η）SAPF (15)
應(yīng)用于實驗?zāi)Ｐ蜑?5kVA的三相四線制并聯(lián)有源濾波器，參數(shù)如下：
SAPF=15kVA，Vsm=310V，η=95％，
Id=103A，Iav=18A，δ=1A，
Cs=4700pF，Uces=3V，ton=50ns，
toff=340ns。
在約束條件下利用Matlab的優(yōu)化工具箱求目標(biāo)函數(shù)最小時L與Uc1的值?？傻玫絻?yōu)化結(jié)果為：跟蹤誤差A=0.1523，此時交流側(cè)濾波電感L=2.9mH，直流側(cè)電壓Uc=799V。
5 仿真與實驗結(jié)果
表1列出了有源電力濾波器容量為15kVA時，電感取值與補償后網(wǎng)側(cè)電流的THD的比較。
表1 不 同 電 感L取 值 下 仿 真 結(jié) 果
| 交流側(cè)濾波電感L/mH | 直流側(cè)電壓Uc/V | 網(wǎng)側(cè)電流的THD/％ |
|---|---|---|
| 2.9 | 800 | 16 |
| 5 | 800 | 21.5 |
| 7 | 800 | 24 |
圖9，圖10與圖11是當(dāng)Uc=2Uc1=800V，APF容量為5.2kVA時，電感L分別取7mH，5mH，3mH時的實驗結(jié)果，補償后網(wǎng)側(cè)電流的THD分別為14.1％，18.3％，20.1％，與優(yōu)化分析的結(jié)果相吻合。
時 間 5 ms/div
（ 上 ） 負 載 電 流iLa（ 32 A/div）（ 中 ） 網(wǎng) 側(cè) 電 流isa（ 32 A/div）（ 下 ） 補 償 電 流ica（ 16 A/div）
圖 9 L取 7 mH時
時 間 5 ms/div
（ 上 ） 負 載 電 流iLa（ 32 A/div）（ 中 ） 網(wǎng) 側(cè) 電 流isa（ 32 A/div）（ 下 ） 補 償 電 流ica（ 16 A/div）
圖 10 L取 5 mH時
時 間 5 ms/div
（ 上 ） 負 載 電 流iLa（ 32 A/div）（ 中 ） 網(wǎng) 側(cè) 電 流isa（ 32 A/div）（ 下 ） 補 償 電 流ica（ 16 A/div）
圖 11 L取 3 mH時
6 結(jié)語
有源濾波器交流側(cè)濾波電感直接影響諧波電流的補償性能，因此，電感參數(shù)的選取十分關(guān)鍵，本研究基于15kVA的電力有源濾波器的實驗?zāi)Ｐ?，提出了一種優(yōu)化設(shè)計交流側(cè)濾波電感的方法，仿真和初步實驗表明采用本方法選取的電感值，在滿足一定效率的條件下，可獲得較好的補償性能，補償后的網(wǎng)側(cè)電流畸變率小。
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