一种无变压器并联混合型有源电力滤波器的研究

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1、摘要本文研究了一种无变压器的并联混合型有源电力滤波器TLS．PHAPF(Transformerless．ParallelHybridActivePowerFilter)，主要用于补偿交流调速系统中不控整流输入级的谐波电流。这科，拓扑的PHAPF因为造价低，有源容量小，且可用于中压场合，是一种很有应用前景的有源电力滤波器拓扑。本文首先对TLS．PHAPF的工作原理及滤波特性进行分析。其次，分析了感容滤波的三相不控整流电路的谐波特性。对TLS--PHAPF的三个关键参数的设计进行了详细的分析。包括负载交流侧接口电感值的选取，无

2、源滤波器的选型和变流器直流侧电容电压值的选取。负载交流侧接口电感有一定的谐波抑制作用，但会承担基波压降，并造成滞后的功率因数，因此对负载交流侧接口电感的取值需综合考虑。无源滤波器的选型是APF与PF串联型的并联混合型有源电力滤波器的研究重点，本文选定的七次调谐滤波器具有成本低，可靠性好。最后，基于矢量图形辅助分析法，对变流器直流侧电容电压值进行了分析。针对7次调谐的无源滤波器对5次谐波滤波能力较差的状况，认为单独对五次谐波进行补偿是一种比较有效的方法。包括5次谐波前馈补偿和5次谐波反馈补偿。证明了5次谐波单独的控制，可以有

3、效提升混合滤波器的滤波效果，而5次电流反馈控制方法性能更优越。设计制作了一台10kVA的样机。在无源滤波器的设计过程中，由于大交变铁磁电感铁芯的非线性，对功率电感的准确整定是一个比较困难的问题。本文提出一种基于半桥电路的功率电感测量方法，能给出比传统方法更具参考价值的电感量。对有源样机的关键参数选择进行分析，基于UG进行三维结构设计，以简化装配设计过程。浙江人学顾f：学位论文AbstractThisthesisdealswithaTLS-PHAPF(Transformerless-ParallelHybridActiveP

4、owerFilter)，whichismainlyusedforharmoniccompensationinadjustable-speeddrivesystemsbasedondioderectifier．Withtheadvantageoflowactivecapacity,lowcostandfeasibilityformedium-voltageusage，thistopologyisattractiveforindustryapplication．Inthispaper,Firstly,themainoperat

5、ionalprincipleofTLS．PHAPFisdiscussed，aswellasbasicfilteringcharacteristic．Theharmoniccurrentcharacteristicproducedbydioderectifierwithadccapacitorisalsoanalyzed．Inaddition，somekeypointsonTLS-PHAPFdesignarediscussedindetail，includingparameterssuchasACsideinductor,D

6、Cvoltageofinverter,etc．ACsideinductoriswidelyusedinindustryapplicationforharmonicrepressionasamostsimpleway,butthebigfundamentalvoltageacrosstheinductorisasideeffect．Acompromiseismadetobalancethefilteringperformanceandfundamentalvoltagefall．Weusevector-graphaidedm

7、ethodtodesigntheDCvoltageofinverter．Thecomparisonofdifferenttypesofpassivefiltersisalsoperformed．Tomakeacompromiseincostandfilteringperformance，wechooseaLCpassivefiltertunedatseventhharmonicfrequency,whichmakesanotSOgoodfilteringperformanceinthemostdominantfifthfr

8、equency．Afifthharmonicfrequencyfeedforwardcontrolschemeisproposed，aswellasafifthharmonicfrequencyfeedbackcontrolscheme．Resultsfromboththeoryanalysisands