單相PWM整流器能量雙向傳輸?shù)膶崿F(xiàn)技術(shù)
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交流側(cè)濾波
電感的選擇
由于控制方案對電感參數(shù)選擇有一定的影響,濾波電感Ls的大小一方面對輸入電流的開關(guān)紋波有影響,另一方面也影響著實際電流的跟蹤速度,此參數(shù)的選擇直接影響系統(tǒng)的工作性能。直流側(cè)電壓選定后,交流側(cè)電感設(shè)計對電源電流波形影響較大。忽略交流回路電阻Rs可得變流器的工作方式為：雙極性調(diào)制方案,輸入電壓Us在器件T1、T4導通時為+Ud,在T2、T3導通時為-Ud。如果忽略電流電壓紋波功率,則交直兩端功率相等。即Us×Is=Ud2/ RL,得到 Is=Ud2/(RL×Us)=9.2(A)
則Ism=1.414×Is=13.0(A)
(1)(1)由式(1)可得△ism=13.0×sin(314/(10×1000))=13.0×sin(0.0314)=0.0071(A),取△ism =0.01(A)。
(2)其中：Usm為交流電壓峰值,Ud為直流側(cè)輸出電壓,△ism為交流電流變化最大值,Ism為交流電流峰值,T為開關(guān)周期。由式(2)可得：
1.17mH≤Ls≤110mH 取Ls=20mH
直流側(cè)二次濾波器的選擇
單相橋式PWM交流器直流輸出電壓除直流成分外,還含有二次諧波成分,為使輸出電壓更平直,系統(tǒng)采用電感電容串聯(lián)諧振濾波器濾除二次諧波。則有本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/180065.htm
(3)
(4)
根據(jù)經(jīng)驗取Uc2max=1.1Ud,代入式(3)、(4)中得：
C2≥159.1mf,取C2=330mf;L2=7.6mH。
直流側(cè)支撐電容的選擇
在脈沖整流器的設(shè)計中,直流側(cè)濾波電容的選取也是一個關(guān)鍵性問題。 由于直流側(cè)已加二次濾波環(huán)節(jié),則直流支撐電容Cd主要由交流電感儲能變化決定, 由能量守恒定律可知,交流側(cè)開關(guān)頻率次電流脈動能量最大值等于支撐電容上能量脈動最大值,即
(5)
從而得到 
(6)
式中ri為電源電流紋波系數(shù), rv為直流電壓紋波系數(shù)。
由式(6)得：Cd≥250mF,為了使直流側(cè)得到穩(wěn)定的電壓并且諧波濾得干凈,取Cd=330mF。
PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計
本控制系統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)均采用PI調(diào)節(jié)器控制整流器系統(tǒng),電流環(huán)作為內(nèi)環(huán),迫使輸入電流跟蹤指令電流,能夠提高系統(tǒng)的動態(tài)響應能力。由電壓調(diào)節(jié)器輸出得到電流環(huán)的參考電流。其調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)表達式分別為(7)和(8)。
(7)
(8)
式中：Ti為電流調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)：Ti=Ls/Rs=0.15(s)
Kpi為電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)：Kpi=Ls/TKs=0.67
Tpv為電壓調(diào)節(jié)器的時間常數(shù)：Tpv=hTi=5T=0.0005(s)
Kpv為電壓調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)：Kpv=(h+1)TpvTd/(2h2Ti)=5.72
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