逆變器直流側(cè)有源濾波器對(duì)不平衡與非線性負(fù)載的補(bǔ)償

圖2逆變器的電壓和電流波形，其中圖4（a）為輸出電壓uab的波形；圖4（b）為線電流ia的波形；圖4（c）為輸入電流iin的波形；圖4（d）為電流iin的頻譜。圖5表示的是三相三線逆變器中有源濾波器的波形，其中圖5（a）為電壓uPQ的波形；圖5（b）為輸入電流iin.f的波形；圖5（c）為濾波器輸入電流iin.f的頻譜。圖6表示的是合成電流ii=iin＋iin.f的波形和頻譜，其中圖6（a）為波形圖，圖6（b）為頻譜。

3對(duì)于三相四線逆變器

三相四線逆變器的主電路如圖7所示。這是一種將直流輸入電源電壓中點(diǎn)作為中性點(diǎn)的四線制輸出的逆變器。對(duì)于平衡的線性負(fù)載，中性線電流等于零，但是對(duì)于不平衡的非線性負(fù)載，則在中性線上有零序電流通過(guò)直流環(huán)節(jié)濾波電容的中心抽頭流通。這個(gè)零序電流是由不對(duì)稱負(fù)載引起的基頻電流，由其構(gòu)成的無(wú)功伏安能夠引起Udc上電位電壓畸變。

前面提到的開(kāi)關(guān)函數(shù)分析法，也同樣適用于三相四線逆變器。下面用此法對(duì)三相四線逆變器進(jìn)行分析。

31不平衡負(fù)載及有源濾波器補(bǔ)償

在直流側(cè)，采用有源濾波器補(bǔ)償?shù)娜嗨木€逆變器主電路如圖8（a）所示。假定逆變器采用的是“C相斷開(kāi)”，a相和b相負(fù)載相同的不平衡負(fù)載，并且假定負(fù)載電流近似為正弦，則逆變器的輸入電流為

Iin=SW1·Ia＋SW2·Ib（16）

式中：IaI·sin(ωt＋θ)（17）IbI·sin(ωt＋θ－)（18）

由式（1），（17）和（18），當(dāng)n=1時(shí)式（16）為

圖7三相四線逆變器的一種型式

（a)電壓uPQ的波形

（b)輸入電流iin.f的波形

（c)輸入電流iin.f的頻譜

圖5三相三線逆變器中有源濾波器的波形

（b)ii頻譜

圖6合成電流ii=iin＋iin.f的波形和頻譜

逆變器直流側(cè)有源濾波器對(duì)不平衡與非線性負(fù)載的補(bǔ)償

（a)ii波形

(a)主電路圖

(b)向量圖

圖8采用直流有源濾波器進(jìn)行補(bǔ)償?shù)娜嗨木€逆變器

IinA1·I·cosθ＋sin(ωt＋θ－)－cos(2ωt＋θ＋)（19）
中性線電流IN的值為

IN=Ia＋I(xiàn)b（20）

將式（17）和（18）代入式（20）則得IN=I·sin(ωt＋θ－)（21）

有源濾波器1，采用開(kāi)關(guān)S7、S8和電感L1，對(duì)發(fā)生的電流INf進(jìn)行控制以消除IN，開(kāi)關(guān)S7、S8采用的是PWM控制，這樣URN=Udc·Bn·sinn(ωt＋1)（22）

引起的電流INf為INfsin(ωt＋1－)潰sin(ωt＋1＋)(23)

由式（21）和（23）確定由INf抵消IN的條件為I·sin(ωt＋θ－)=sin(ωt＋1＋)I=；B1=（24）θ－=1＋；1=θ－（25）

因此，只要滿足上述條件，就會(huì)消除中性線中由于采用“C相斷開(kāi)”不平衡負(fù)載而引起的基頻零序電流。這個(gè)補(bǔ)償結(jié)果在下面的研究中也將用到，電流Iin.f1的推導(dǎo)采用前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)的開(kāi)關(guān)函數(shù)法Iin.f1sin(ωt＋1－)－cos(2ωt＋21－)（26）

將式（24）和（25）代入式（26）則得Iin.f1·sin(ωt＋θ－)－·cos(2ωt＋2θ－)（27）

由于有源濾波器1的作用，輸入電流Iin.r為

Iin.r=Iin.f1＋I(xiàn)in（28）