单相功率因数校正研究

《单相功率因数校正研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、------------------------------------------------------------------------------------------------单相功率因数校正研究摘要电力电子装置的广泛应用，对电网注入了大量谐波及无功。大量的谐波会对电网及用电设备产生严重的危害。要解决这种谐波“污染”，基本的思路有两条：一条是装设谐波补偿装置来补偿谐波；另一条是对电力电子装置本身进行改造，使其不产生谐波。随着绿色能源技术的发展，有源功率因数校正技术力已成为电力电子

2、技术研究的热点和亮点。它可以实现无电网污染和很高的功率因数。本文主要分析了基于平均电流模式控制的单相PFC电路，采用小信号建模方法分析了电压环与电流环的小信号模型，并分析了输入前馈电路的作用，在此基础上建立了平均电流模式的仿真模型，采用SABER软件对其进行了仿真，验证了理论设计的结论。并用SABER软件设计了采用UC3854芯片控制的PFC电路，仿真结果显示功率因数达到了97%以上。在模拟控制的基础上，本文对数字控制的PFC进行了仿真，功率因数达到了95%。在分析平均电流模式控制的单相PFC电

3、路的基础上，对峰值电流控制、滞环控制，单周期控制控制方式进行了研究，分别对它们建立了电路仿真模型，并着重分析了峰值电流模式的小信号模型。通过对它们的控制参数进行了设计，实现了电路对功率因数的要求；由于电路存在启动电流过大的问题，本文对三种限流方式进行了分——————————————————————————————————————-------------------------------------------------------------------------------------

4、-----------析，分析了它们各自的优缺点，三种方式都有效的降低了启动电流。关键词：功率因数校正小信号模型控制模式仿真模型I1绪论1.1研究背景1.1.1电网谐波问题及有关标准的提出随着现代工业的高速发展，电力系统的非线性负荷日益增多。如各种换流设备、变频装置、电弧炉、电气化铁道等非线性负荷遍及全系统，而程控交换机、电视机、高频逆变焊机、电子镇流器等信息设备、办公自动化设备和家用电器的使用越来越广泛。这些非线性负荷产生的谐波电流注入到电网，使公用电网的电压波形产生畸变，严重地污染了电网的环

5、境，威胁着电网中各种电气设备的安全运行。其危害概括起来有以下几个方面：a)可能使电力系统的继电保护和自动装置产生误动或拒动，直接危及电网的安全运行。b)使交流供电设备（如交流发电机、UPS等）输出功率的利用率降低，并使输电线上的损耗增大，造成了紧缺资源的严重浪费。c)使三相四线制电网中的三次及其倍数次谐波在中线同相位，导致合成后中线电流很大，甚至可能超过相电流。但由于安全标准规定中线无保护装置，因此可能过热起火发生安全事故。d)使各种电气设备产生附加损耗和发热、使电机产生机械振动和噪声。————

6、——————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------e)电网中谐波通过电磁感应、电容耦合、以及电气传导等方式，对周围的通讯系统产生干扰、降低信号的传输质量，破坏信号的正常传递，甚至损坏通讯设备。f)谐波使电网中广泛使用的各种仪表，如电压表、电流表、有功及无功功率表、功率因数表、电度表等产生误

7、差。为消除此类误差，会大大增加制造成本。g)增加了电网中发生谐波谐振的可能性，造成很高的过电压或过电流，从而引起安全事故。由于电网谐波的诸多危害，国际社会已于上世纪八十年代和九十年代初制定了一些与此相关的标准，以期尽量消除或降低其危害，如IEC1000-3-2、IEEE-519、IEC555-2、EN60555-2、MIL-STD-1399、Bellcore001089等。我国也为此于上世纪八十年代研究对策，做了很多准备工作，并于1993年正式颁布了GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波

8、》标准，1998年又制定了GB17625.1-1998标准。在欧洲，从1992年开始对300W以上设备强制实行IEC555-2标准，并于1994年对300W以下设备也作出同样要求。在美国，早就对700W以上设备产生的谐波作出了限制。而在我国，虽说至今尚未全面强制执行有关标准，但随着现代化进程的加速推进，及绿色电子产品的发展，肯定会对谐波的限制作出强制性要求。1.1.2功率因数及其校正公用电网谐波和基波无功功率的存在，最终均可归因于电网负荷的功率因数PF小于1并用其来表征。这里的PF———————