电力有源滤波器的共模电压抑制方法研究.pdf

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1、研究与开发电力有源滤波器的共模电压抑制方法研究吕照瑞胡文彪(海军工程大学电气工程学院，武汉430033)摘要针对并联型电力有源滤波器电路，研究了零矢量回归方法对设备共模电压的抑制效果，把零矢量回归的三相四桥臂拓扑电路应用到电力有源滤波器中来抑制共模电压，讨论了两种方法对设备本身补偿效果的影响，并利用Matlab／Simulink对理论分析进行验证。关键词：APF；共模电压；零矢量回归；三相四桥臂Common—voltageReductionResearchforAPFLvZhaoruiHuWenbiao(NavalUniversityofEngineering，Wuhan

2、430033)AbstractAccordingtoshuntactivepowerfilter(APF)circuit，restraineffectofdevicecommonvoltagewithzerovectorsrecurrencemethodareresearched。Three—phasefour-LegtopologywithzerovectorsrecurrencemethodisappliedtoAPF，whichrestrainthecommonvoltage．Theinfluencetothecompensateeffectofthetwometh

3、odsarediscussed，theoreticalanalysisarevalidatedwithMatlab／Simulink．Keywords：APF；commonvoltage；zerovectorrecurrence；three—phasefour—leg有源电力滤波器(ActivePowerFilter，APF)技术，该改进方法的开关频率为传统制方法开关作为一个非线性设备，其在工作过程中除了能有效频率的5／3倍，其直流电压利用率较高l4]；目前相滤除电网谐波，同时会产生较大共模干扰，这些干四桥臂方案是专门针对逆变器共模电压抑制最常用扰不但会影响有源滤波器补偿

4、端的负载和电网端设的方法。备，同时也影响到其本身的控制电路和驱动电路l1]。专门针对电力有源滤波器的共模电J玉抑制研究目前，专门针对APF的共模干扰问题研究较少，但的文献很少，有的也只是针对设备特定干扰的定性是对逆变器的共模干扰抑制研究却十分热门，在逆研究，APF作为一种特殊的逆变器电路，零矢量变器系统中，由于PWM逆变器在输出的三相中点归算法以及三相四桥臂拓扑电路无疑都能抑制APF存在共模电压，同时存在漏电流形成共模干扰，严设备的共模电压，但是这些方法在一定程度上都会重干扰电网和器件本身控制和保护装置的正常工降低设备的谐波补偿效果，论文就是研究采用零欠作。从控制着手来抑

5、制逆变器共模干扰是最有效和量回归算法的三相四桥臂电路在APF上面的应用，简洁的方法，LaiYS提出的空间矢量调制技术是采并评估其对设备补偿能力的影响，从而验证APF砹用两个相反方向矢量回归的办法取代零矢量以降低备的共模干扰抑制方法的可行性。系统共模电压l2】；以OritiG为代表的学者根据三相1APF设备的共模电压4桥臂的共模电压抑制方法，该方法基本思想是采用一个外加桥臂使三相系统电路的对地电位对称，对一个并联型APF电路而言，6个PWM控制并通过调整开关顺序使4桥臂输出电压之和尽可能开关组成三相桥臂，如图1前三个桥臂(SI—s6_八为零，以此实现共模电压为零的目的[31

6、；西南交通个开关管)所示，三相的开关函数分别为，和大学的关振宏等也研究了抑制共模干扰的矢量控制。30I电囊

7、t蓉肃2015年第3期国家自然科学基金‘研究与开发波周期内逆变器输出电压等于参考电压。2CbaJ曩OS7，SR0b一ll曩c2d=sS6止r图1三相四桥臂APF电路图根据共模电压的定义，设备的共模电压体现于器件输出中性点与参考地之问的相对电压，APF的图2传统SVPWM开关触发信号共模电压可表示为【】——一SsBSBsBsBs8Vs=(+b+)(1)j。的定义与图1相同。2SVPWM的零矢量回归算法对于两电平逆变器而言，每相输出电压有±。两种情况，其开关共有8种工作

8、状态，APF共模电图3零矢量回归SVPWM开关触发信号压与开关函数的关系见表1。零矢量回归方法可以在一定程度上减小共模电表1逆变器共模电压与开关函数关系表压，但是其在开关过程中会带来更多的高频纹波，(S1，S2，S3)a相电压b相电压c相电压cm如图4所示的矢量图。以参考电压在空间矢量(一1，一1，一1)一。一一一。的第一扇区为例，矢量，，，共同合成(1，一1，一1)一。一。一／3矢量，如图4的(a)所示，那么零矢量回归方(1，l，一1)。一。。／3法为了避免，的出现，则在一个开关周期里(一1，1，一1)一一一／3用，以及U(