Tiivistelmä:Aktiivisen tehosuodattimen AC-puolen lähtövaihejännitteen tarkkuuden varmistamiseksi, harmonisen seurannan kompensoimiseksi tehokkaasti ja virranlaadun parantamiseksi DC-puolen väyläjännite on pidettävä riittävän vakaana ja syynä- DC-puolen kapasitanssin suunnittelumenetelmä on ratkaiseva. supportca- pacitorin kapasiteetti on johdettu hetkellisen tehon tasapainotuksen perusteella, ottaen huomioon väyläjännitteen, kondensaattorin aaltoiluvirran ja kapasitanssihäviön rajoitukset, jotta se syö- tehokkaasti jännitteenvaihteluita tasavirtapuolella ja ylläpitää kompensointikykyä samalla, kun vältetään- laitteiston ylikuormitus, väylän kuluminen ja kondensaattorin pienentäminen ehdotetun suunnittelumenetelmän teho{5}} varmistetaan simuloinnilla ja kokeella.
Avainsanat: aktiivinen tehosuodatin; väylän jännite; kapasitanssin menetys; hetkellinen teho; kondensaattorin kapasiteetti
Sisältö:
2. Pääpiirin rakenne ja kompensointiperiaate
3. Väyläkondensaattorin suunnittelu
3.1 Väyläkondensaattorin jännitteen arvon analyysi
3.2 Kondensaattorin aaltoiluvirran ja kondensaattorihäviön analyysi
4. Kokeelliset tulokset ja analyysi
1. Artikkelin tarkoitus
Tehoelektroniikkalaitteiden, kuten hakkuriteholähteiden, laajan leviämisen myötä viestinnän, kodin ja teollisuuden aloilla sähköverkon epälineaarinen kuormitus on kasvanut merkittävästi. Tehoelektroniikkalaitteiden toiminnan aikana sähköverkkoon injektoituu suuri määrä yliaaltoja aiheuttaen ongelmia, kuten sähkölaitteiden ylikuumenemista ja eristyksen vanhenemista sekä helposti sähköverkon toiminnan turvallisuutta vaarantavia releen suojaushäiriöitä. Yllä olevien ongelmien vuoksi tässä artikkelissa yhdistetään väyläjännitteen vaikutus harmoniseen vaimennukseen, johdetaan kvantitatiivinen suhde väylävirran, rinnakkaiskapasitanssin ja kondensaattorihäviön välillä ja muodostetaan rajoitussuhde DC-puolen kondensaattorin arvon hetkellisen jännitteen, aaltoilun ja järjestelmän tehon välillä tehotasapainon perusteella ja saadaan sitten kapasitanssiarvoalue. Laskentamenetelmän oikeellisuus varmistetaan kokein.
2. Pääpiirin rakenne ja kompensointiperiaate
Järjestelmä käyttää kolmi-vaiheen neljän{1}}johtimisen topologiarakennetta. DC-puolen keskipistettä ei ole kytketty kelaan. AC-puoli on kytketty kolmivaiheiseen virtalähteeseen liitäntäkelan kautta. DC-puoli on kytketty tukikondensaattoriin harmonisen energian puskuroimiseksi ja väylän tukijännitteen stabiloimiseksi.
3. Väyläkondensaattorin suunnittelu
3.1 Väyläkondensaattorin jännitteen arvon analyysi
Täydellisen inversion saavuttamiseksi aktiivitehosuodattimen tulee tehdä invertterin puoleisesta lähtöjännitteestä suurempi kuin verkkopuolen vaihejännitteen huippuarvo. Kun kondensaattorin keskipiste on oikosuljettu-verkon puolelle, invertteripuolen lähtöjännitteen ja DC-puolen kondensaattorijännitteen välinen suhde voidaan saada käyttämällä KVL-lakia silmukassa:
Julkisen jakeluverkon vaihejännite on 220 V. Ottaen huomioon, että muuntajan lähtöjännite on 10 % suurempi kuin nimellisarvo ja yliaaltojen vaikutusta huomioimatta, vaihejännitteen huippuarvo on:
Ex=110% ∗ 220 ∗ 2=342.
3.2 Kondensaattorin aaltoiluvirran ja kondensaattorihäviön analyysi
Verkon puolen ja kuorman välinen energianvaihto tapahtuu pääasiassa virtakiskokapasitanssilla. Jos kapasitanssiarvo on liian pieni, jännitteen stabilointivaikutusta ei voida saavuttaa ja jännitteen pulsaatio DC-puolella on suuri; jos kapasitanssiarvo on liian suuri, vaikka jännitteen pulsaatiota on hyödyllistä vähentää, siihen liittyy vastaavan sarjaresistanssin lasku, mikä mahdollistaa aaltoiluvirran lisääntymisen, mikä lisää järjestelmän tehohäviötä ja kondensaattorin kuumenemista, mikä vaikuttaa kondensaattorin käyttöikään.
4. Kokeelliset tulokset ja analyysi
Malli luotiin Matlab/Simulink-simulaatioohjelmistolla, ja simulointiparametrit asetettiin seuraavasti: kolmi-vaiheverkkojännite 220 V/50 Hz; kolmivaiheinen kuorma oli hallitsematon tasasuuntaaja RLC-kuormalla, R=25 Ω, L=1 mH, C=2 mF; suodattimen induktanssi Lf=2.5 mH APF:n ja verkon välillä, DC-puolen jännite U dc=730 V ja DC-puolen kapasitanssi 2 mF .
5. Johtopäätös
Tässä artikkelissa kuvataan suuren-tehon rinnakkaisaktiivisen suodattimen tasavirtapuolen kondensaattorin arvon suunnitteluprosessi ja ehdotetaan menetelmää DC-puolen kondensaattorin arvon saamiseksi DC-puolen jännitteen, aaltoiluvirran ja lähtötehon rajoitusten alaisena hetkellisen tehotasapainon perusteella, jotta DC-puolen kondensaattorin suunnittelu on tarkempi ja arvo järkevämpi. Se voi myös suunnitella DC-puolen kondensaattorin eri kompensointitehon, sallitun aaltoilun tai DC-puolen asetusarvon alaisena. Kokeilu varmistaa suunnittelun oikeellisuuden ja tehokkuuden. Ehdotetulla suunnittelumenetelmällä ja insinöörikokemuksella on tietty referenssimerkitys muiden aktiivisten suodatinjärjestelmien väyläkondensaattorisuunnittelun tutkimuksessa ja soveltamisessa.