电力有源滤波器的电路仿真

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1、电力有源滤波器的电路仿真

2、第1...摘要：采用电力有源滤波器是目前公认的改善供电质量的有效方法，考虑生产成本及运行成本，采用无源加有源综合补偿的方式是最为合理的方法。在此方案中使用电力电子器件的有源滤波器部分功率不必很大，可使用小功率器件设计电路。因此在大功率电力电路中如何保护电子器件显得尤其重要。本文介绍了一种使用IGBT(InsolateGatecontrollingBipolarTransistor)的电力有源滤波电路，并从保护电力电子器件的角度对电路进行了仿真研究，得到一些有益的结论。关键词：电力有源滤波器电力电子器件仿真T

3、heSimulationofPopus,GuangzhouUniversity,Guangzhou510405,China;)Abstract:Tobeacceptedbypeople,usingAPF(Poprovingpoethod.ButtheAPFcostpriceandrunningpriceishigh.Usingactive-passive-mixedplanisagoodchoice.Inthismethod,thepoportant.OnecircuitofAPFusingIGBT(InsolateGatecont

4、rollingBipolarTransistor)isintroducedinthispaper,theSimulationapproachabouttheprotectionofIGBTispresent.Somegoodresultsaregiven.Keyulation1引言由于各种用电设备的使用，使得供电网出现了功率因数低、电压不稳、三相不平衡和谐波等问题。这些问题的总体表现是电网波形的畸变。理论上，采用有源滤波器可以补偿电网中的任何畸变，但采用电力电子器件构成的电力有源滤波器存在生产成本及运行成本高的问题。因此在我们开发设

5、计的补偿系统中采用了无源加有源的混合方式。在这种方式中无源部份采用电力电容作为执行器件，对电网中的大部份无功进行补偿。有源部份则用于需要快速补偿的部份无功及谐波等。这样我们可用功率较小的电力电子器件构成有源滤波器加上无源补偿部份对电网畸变进行较为理想的补偿。在我们的设计中，主电力电子器件采用了IGBT，在混合补偿方案中，由于IGBT的高价格及高运行成本故不希望采用大功率的IGBT，因此在混合补偿方案中，将小功率器件IGBT运用于大功率电源系统中如何保护器件显得尤其重要。本文介绍了一种电力有源滤波器电路，重点对流过IGBT的电流进行了

6、仿真研究。2电力有源滤波器电路2.1电路图1为电力有源滤波器仿真电路。图2为P信号形成及控制电路。500)this.style.ouseg(this)">图1电力有源滤波器仿真电路fig1ThesimulationcircuitofAPF2.2电路说明在图1中，S1～S6为压控开关其与D1～D6构成6单元的IGBT模块，La,Lb,Lc为输出电感，C3～C5为滤波电容，RLa,RLb,RLc为三相负载，R1～R3用于检测流过IGBT的电流。HB1～HB3为子电路用于产生对称P控制信号去控制对应的IGBT上下桥臂。图2为三个子电路之一

7、。V2，V3用于模拟控制信号，V1产生三角波,TABLE相当于一个电压比较器。E1与E2相当于运放，E1为同相放大，E2为反相放大，E1，E2放大倍数均为1。500)this.style.ouseg(this)">图2P信号形成及控制电路Fig2Psignalformingandcontrollingcircuit3电路仿真3.1子电路工作仿真见图2子电路电路参数分别为：V2幅度0.9V,频率50赫芝,相位180度，即500)this.style.ouseg(this)">；V1正负幅度为1V,频率10KHZ。图3给出了其工作波形。

8、说明该电路能实现脉宽调制。3.2IGBT工作波形图4为控制电路输入电源分别为：500)this.style.ouseg(this)">、500)this.style.ouseg(this)">、500)this.style.ouseg(this)">时，即希望输出三相电时的波形。此时输出电感取值2.4mH。500)this.style.ouseg(this)">图3子电路工作波形。Fig3Theouseg(this)">图4IGBT输出的三相电波形Fig4Theoutputthreephaseelectricityouseg(thi

9、s)">时，500)this.style.ouseg(this)">，500)this.style.ouseg(this)">不变，得如图5所示畸变波形。500)this.style.ouseg(this)">图5由IGBT输出的畸变