基于单周控制三相四线制APF的研究.pdf

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1、第44卷第8期电力电子技术Vo1．44，No．82010年8月PowerElectronicsAugust，2010基于单周控制三相四线制APF的研究卞业伟，沈锦飞(江南大学，江苏无锡214122)摘要：以四桥臂三相四线制有源电力滤波器(APF)为研究对象，针对APF中畸变电流检测的快速实时响应问题，研究APF的单周控制原理与控制策略，提出三相四线制APF的单周控制模型。在分析单周控制四桥臂三相四线制APF开关周期平均模型的基础上．推导出单周控制的关键方程，该方程组描述了在CCM运行模式下电源电流、开关占空比与电压调节器输

2、出电压3个量之间的关系。基于该方程组的一个最简解，建立了单周控制电路模型。最后设计单周控制APF，并对其进行了仿真及实验研究。实验结果表明，该方法实时性好，控制电路结构简单、动态特性好。关键词：有源电力滤波器；单周控制；三相四线制中图分类号：TN713文献标识码：A文章编号：1000—1oox(2010)08—0032—02ResearchontheThree．phaseFour．wireSystemAPFBasedonOne-cycleControIBIANYe—wei．SHENJin—fei(JiangnanUnive

3、rsity，Wuxi214122，China)Abstract：BasedonthefourbridgearnlAPFofthree—phasefour—wiresystemastheresearchobject，aimingattheproblemofAPFdistortioninthecurrentreal—timeresponsetotherapiddetection，APFintheone—cyclecontroltheoryandcontrolstrategyareresearched，andtheone—cyc

4、lecontrolmodelofthefourbridgearmAPFofthree—phasefour-wiresystemisproposed．Thepapera]soexplainsthetheoryofOCCAPFinrunningprinciple．andthenderivestheequationsofthree—phasefour·wirecontrolsystemwithfourbridgearmAPF．Anexperimentalstudyisconducted，theexperimentalresult

5、sshowthemethodhasgoodreal—timequality，simplecontrolcircuitstructureandgooddynamiccharacteristics．Keywords：activepowerfilter；one—cyclecontrol；three—phasefour—wire1引言2单周控制的三相四线制APF的建模随着科学和经济的发展，电力电子装置的应用根据三相四线制APF对零序电流的不同补偿日益广泛。尤其是电力电子变流器的广泛使用．大量方式，电路拓扑结构可分为四桥臂逆变器和三

6、桥臂具有非线性、谐波丰富、冲击性和不平衡特征的负荷逆变器两种。四桥臂逆变器中专门用～桥臂对零线给电网电能质量带来了严重的谐波污染。但随着用电流进行补偿，整个系统可视为四相补偿装置。而户对供电可靠性要求的提高，众多基于计算机、微处采用三桥臂逆变器的滤波器。逆变器直流侧中点直理器控制的精密电子和电力电子装置在电力系统中接与零线相连。大量应用，系统对供电质量的敏感程度越来越高．尤图1示出单周控制四桥臂三相四线制APF的其是近年来因谐波引发的事故增多。迫使电力部门原理图。其主电路是四相电压型变流器，与负载并和用户更加重视谐波污染对

7、现代电能质量的影响。联接入电网中。用于产生补偿电流对三相四线制系单周控制理论是20世纪90年代初发展起来的统进行补偿。因为能量在交流电源和APF直流侧一种大信号、非线性控制技术，其结构简单、控制精电容间双向流动．变流器工作在四象限状态，4个度高、响应速度快。作为一种先进的控制算法，单周桥臂的每一对开关互补，例如VS，VS的占空比控制虽已成功应用于许多领域。但其在有源滤波器分别为1一和dl4]。中的应用仍处于研究和试验阶段．尚无实际的产品■相非线性问世。在此就单周控制有源滤波器在有源电力滤波不甲衡负载器(APF)中的应用进行

8、研究和分析，给出其重要参数vso．J的整定方法．为单周控制APF的实用化研究提供了指导。所提出的基于单周控制的APF不仅结构简单可靠。具有很好的动静态补偿特性，而且控制器简单，抗电源干扰能力强．鲁棒性好。兰图1单周控制四桥臂三相四线制APF原理图定稿日期：2010—03—08作者简介：卞业伟(1985一