基于自然软开关变流技术的并联型HAPF结构研究.pdf

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1、2013年第3期煤矿机电·37·基于自然软开关变流技术的并联型HAPF结构研究张霞1，周宏胭2，孟娜2，庄晓明3(1．龙煤股份公司双鸭山分公司供电公司，黑龙江双鸭山155100；2．辽宁工程技术大学电气与控制工程学院，辽宁葫芦岛125105；3．沈阳低压开关有限公司，辽宁沈阳110000)摘要：为降低有源电力滤波器的逆变器损耗，并联型HAPF结构在动态补偿电网谐波的过程中，将自然软开关变流技术引入到HAPF中，其软开关条件是在拓扑自然换流时刻产生的，不依赖于谐振参数，也不存在由谐振因数带来的电流或电压应力问题。在控制算法上采用基于锯齿载波的空间电压矢量法

2、，丰富了传统的PwM调制理论。通过Matlab仿真及系统样机实验表明，该并联型HAPF结构不仅补偿效果良好，而且使逆变器的开关频率实现了高频化，大大提高了系统效率。关键词：自然软开关变流技术；并联型HAPF；空间矢量脉宽调制(sVPwM)中图分类号：TN713+．8文献标识码：A文章编号：1001—0874(2013)03—0037—05ReSearChonPara¨eIHAPFStrUCtureBasedOnNaturaISoftSwitChConVerterTechnOlOgy劢口，zgxd，z幻“舶凡g弘n2，胞增№2，劢u口增施∞mi耐(1．Sh

3、uangyashanPowerSupplyCompany，Heilon舀iangLDngmeiMiningHoldingGmupCo．，Ltd，，Shuangyashan155100，China；2．SchoolofElectricalandContmlEn矛neering，LiaoningTechnicalUniversity，Huludao125105，China；3．Shenyangkw—VoltageSwitchgearCo．，Ltd．，Shenyang110000，China)AbStraCt：Inordertoreducetheactivep

4、owerfilterinverterlosses，thenaturalsoftswitchingconditionisgeneratedthroughtopologynaturalcommu￡ationmomentsdu打ngtheprocessofdynamiceompensationha彻onieforparallelHAPFstmcture，anddoesnotdependonthepammetersoftheresonance．Andalsothereisnocu玎℃ntorvoltagestressthatisbmughtbytheresona

5、ntfactor．Thecontmlalgodthmusesspacevoltagevectormethodbasedonsawtoothcanjer，whichenrichthetraditionalPWMmodulationtheory．BytheMatlabsimulationandprototypeexperiment，theparallelHAPFnotonlyhasgoodcompensationperfo丌Ilance，butalsomaketheswitchingfrequencyoftheinVenerrealizeh返hf诧quenc

6、yandgreatlyimpmvestheemciencyofthesystem．Keywords：naturalsoftswitchconVertertechnology；parallelHAPF；SVPWM(spacevectorpulsewidthmodula—tion)O引言随着各种电力电子装置的广泛应用，非线性负载对电网造成的谐波污染日益严重，由谐波起的各种设备故障和电力事故也不断发生。目前，谐波抑制的趋势是采用有源电力滤波器，如何减少开关管损耗，如何提高系统效率，仍然是有源滤波器研究的重点。该问题的有效解决，不仅可以保证电力系统的正常、安全、

7、高效运行，而且对国民经济持续、稳定、高速地发展也有深远的意义。针对以上不足之处，本文设计了一种基于自然软开关变流技术的并联型HAPF结构的谐波抑制系统，并将基于锯齿载波的空间电压矢量算法应用到有源滤波器中。通过实验表明，该并联型HAPF结构能不仅有效地抑制谐波，还减少了外加补偿系统的损耗，大大提高了系统的性能。l并联型HAPF拓扑结构基于自然软开关变流技术的并联型HAPF主电路拓扑结构如图1所示。其中虚框中所示的是新型·38·煤矿机电2013年第3期逆变器拓扑结构，它与传统逆变器拓扑相比增加了由V耵和V。，组成的组合开关。图1并联型HAPF主电路其工作控

8、制时序如图2所示，选用正斜率的锯齿波作为载波，其中i加、i舳、im为谐波电流参考