移相控制双脉冲对电流谐波的抑制.pdf

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1、Vr01．36No．72016．7船电技术I应用研究移相控制双脉冲对电流谐波的抑制彭威，张俊洪，高键鑫(海军工程大学电气工程学院，武汉430033)摘要：随着电力电子设备广泛使用，其开关动作产生的谐波越来越严重，本文研究移相控制双脉冲对电流谐波的抑制作用，从源头减小谐波产生，降低对J'I-DN滤波设备的依赖。以直流斩波器BUCK电路为例，用双脉冲控制开关管时，在电流连续的情况下，对输出波进行傅立叶展开，各次谐波幅值与两个脉冲的相位差有关。通过建立谐波与相位差的数学模型，利用MATLAB进行仿真，用FFT分析比较了不同相位差时对谐波的抑制作用。关键词

2、：双脉冲移相控制FFT分析中图分类号：TM447文献标识码：A文章编号：1003．4862(2016)07．0017．05Phase-ShiftingControlofDoublePulseinCurrentHarmonicEliminationPengWei，ZhangJunhong，GaoJianxin(CollegeofElectricalEngineering，NavalUniv．ofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：臃砌thewideusageofelectronicdevices．harmon

3、icwaveisbecomingserious．Thearticleshowshowphase—shiftingcontrolofdoublepulsecaneliminatecurrentharmonics．Incontinuousconductionmode，mathematicalmodelbetweenharmonicandphase—shiftingisbuilt,andFFTisusedtoevaluatetheharmoniccontentunderdifferentphase—shifting．Keywords：doublepuls

4、e,"phase—shiftingcontrol,"FFTana纱sis0引言直流斩波器由于有着高功率变换效率、高功率密度等优异性能，在电机调速中广泛使用，电力电子器件的开关动作产生的谐波会影响电机的运行。有源滤波器虽然效果突出，但由于制作复杂、成本极高，实际使用更多的还是无源滤波器。LC无源滤波器的设计简单，成本较低，但无源滤波器灵活性差，一组LC滤波器只能抑制某一次谐波，多组滤波器联合使用才能起到很好的抑制效果。如果抑制电力电子器件开关作用产生谐波，就能在一定程度上减小对滤波器的依赖。本文以BUCK电路为例，提出的移相控制双脉冲斩波器是在传统斩

5、波器上，用两个同频同占收稿日期：2015—12—09作者简介：彭威(1992一)，男，硕士研究生。研究方向：电力电子技术。空比但不同相的脉冲控制开关管的开断。当双脉冲的相位差取不同值时，输出电流中各次谐波的含量不同，通过傅里叶变换可以得到输出电流中各次谐波与相位差M的关系，求出合适的M，可以降低某几次谐波的含量。1单脉冲控制的BUCK电路工作原理通过单脉冲控制开关管T使其周期性的通断，能将直流电源的输入电压K变换为电压％输出给负载，如图I所示。占空比为D，导通时间Z。，角频率缈，输出电压VE门(09t1，假设所用器件都为理想器件。1)在电流连续的情

6、况下，导通时间￡。内，电容C上电压脉动不大，加在电容C上的电压可视为K一％，电感电流f，线性增长：，，一也一K一％“1一dl—f?17船电技术I应用研究V01．36No．72016．72)在关断时间瓦∥内，加在电感L上的电压为一％，f￡线性减小：尼，：一生：堡‘dlL‘(，)2，№一哎7(2)A／=lL。一I㈨在整个过程中：◆V肋(研)={。；v2s后；石2k+rc2。<万cot≤<耐2k≤7c2+尼2刀D+1c2万(k为整数)对V肋(C0t)进行傅里叶变换：Veo(09t)=D坛+嘉V,驴oon(训墒(nDlc-n耐)]。}三互三孚玉—≤二毛’：

7、，}霉五皇釜鹭，lT●：．：of⋯x：吣I——土——E≥警÷—斗”“囱i匿1。fi+圭觚l"；蕉翼鹜幽1BUCK变换器电路图及主要波彤幽淞)乜鼻篇；篡：黧：兰州万对iL(∞f)进行傅里叶变换：删屯+喜去华cos(2DnTc-nmt)+[2枷一Ⅳ]sill(2DnTc-n耐)+E2k2(1一。)万一Ⅳ]sin(刎一半cos(训2移相控制双脉冲的BUCK电路工作原理通过移相控制的双脉冲作用于开关管T使其周期性通断，能将直流电源的输入电压坎变换为电压％输出给负载，如图2所示。每个脉冲占空比为D．，当周期占空比2D,=D且两个脉冲作用时间不发生重叠(Dl<

8、M<1一D，)时，能保证输出电压的平均值，两个脉冲相位相差2M厅。1)在电流连续的情况下，在Z。．时间内，加在￡上的电压为