输出滤波器的计算

输出滤波器的计算
一、滤波器选择的部分指标
(1)逆变电源的空载损耗是逆变电源的重要指标之一。空载损耗与空载时滤波器的输入电流有关,电流越大,损耗越大,原因有以下两个方面:一方面,滤波器的输入电流越大,逆变开关器件上的电流越大,逆变器的损耗就越大;另一方面,空载时滤波器的输入电流也流过电抗器及电容器,电流增大也会使电抗器及电容器的损耗增大。所以从限制空载电流的角度来讲,空载时滤波器的输入电流不能太大。一般的,空载时滤波器的输入基波电流不能超过逆变电源的额定输出电流的30%。    设I m 表示空载时输入滤波器的输入基波电流的有效值,U 0表示输出电压基波的有效值,Wo 为基波角
频率,
则由图1可得: 00Im CU ω=          (1)
有上式可知,空载时滤波器输入基波电流的大小与C 成正比。所以从限制逆变电源空载损耗的角度来讲,LC 滤波器的电容之不能太大。
(2)逆变电源对非线性负载的适应性指标
逆变电源对非线性负载的适应性是衡量逆变电源性能优劣的重要指标。非线性负载之所以会引起逆变电源输出电压波形的畸变,是因为非线性负载时一种谐波电流源,它产生的谐波电流在逆变电源输出阻抗上产生谐波压降,从而引起输出电压波形畸变。可见逆变电源的输出阻抗直接关系着逆变电源对非线性负载的适应性,输出阻抗越小,逆变电源的输出阻抗直接关系着逆变电源对非线性负载的适应性,输出阻抗越小,逆变电源对非线性负载适应性越好。
开环时逆变电源的输出阻抗就是LC 滤波器的输出阻抗,根据公式LC L Z 201ωω−=
(2)
在L 、C 乘积恒定时,L 越小,则输出阻抗值越小。
当逆变电源采用电容电流及电压瞬时值反馈控制方案时,可以得到和开环时相同的结论。
综上说述可以得到以下两点结论:
男人体照片1)在L 、C 之积恒定时,L 越小,逆变电源的输出阻抗越小,逆变电源对非线性负载的适应性越好;
2)L 越小,越不容易出现过调制,逆变电源对非线性负载的适应性越好。、
(3)在采用同步调制控制方式的逆变电源中,频率为(2ωs -ω0)的谐波是逆变器输出PWM 波中复制最高的谐波,它对输出电压的波形影响最大。输出电压中,只要频率为(2ωs -ω0)的谐波符合要求,则其他高次谐波含量均能符合要求。所以在这种情况下设计LC 滤波器是,只需考虑滤波器对(2ωs -ω0)频率谐波的衰减。
二、输出LC 滤波器的计算
2.1综述
一般说来,空载与负载相比,空载时电压中的频率(2ωs -ω0)的谐波含量是最大的,根据公式:
)(*)1(1*2)2(1222200απββπωωJ N Q N b HF s ++=−                      (3)
式中C L R Q L //=;00/)2(ωωω−=s N ;LC 20ωβ=;E U b /20=;2
2)1(/ββα−+=Q b ;)(1απJ 为1阶的Besset 函数,计算比较繁琐。
庄逢甘空载时,)2(00ωω−s HF 可表示为:
)(*11*2)2(1
200απβπωωJ N b HF s −=−                    (4)
式中:00/)2(ωωω−=s N ;LC 20ωβ=;E U b /20=;βα−=1b 。
对式(4)进行分析,可得空载时)2(00ωω−s HF 的特性如下:
a ,当逆变电源输入电压增大时,输出电压中的频率为
)2(0ωω−s 的谐波的谐波含量将增大。
b ,当β在(0,1/N 2)范围内取值时,
)2(00ωω−s HF 随β的增加而增加,其中最小值是一个大于
18%的数。 c ,当β在(1/N 2,1)范围内取值时,随着β的增大,
)2(00ωω−s HF 将减小,其最小值为0。
江西大宇学院
综上所述,可以的出如下结论: 1)对于采用瞬时值反馈方式的逆变电源,在考察输出电压中歌词谐波的谐波含量大小时,只需考虑特定谐波(ωs 或2ωs -ω0)的谐波含量即可。只要特定谐波的含量满足要求,则其他各次谐波的含量均能符合要求。
2)在输入电压最高并且空载的情况下,输出电压的谐波含量是最大的。
3)能够使输出的谐波含量满足要求的β的取值范围为(1/N 2,1),在此范围内,谐波含量随β的增加而减小。
2.2  LC 滤波器参数设计方法
LC 滤波器参数设计方法是建立在逆变电源的重要技术分析基础上的。设计之前需要知道的基本参数有:额定输出电压的有效值U 0、输出频率f 0、开关频率f s 、最低感性功率因数θcos 、负载额定功率P 、滤波器输入PWM 波幅值的变化范围E min -E mzx 。确定L 、C 参数所依据的设计指标有四个:1)输出电压谐波含量指标。由用户对输出电压的单词谐波含量要求来确定该指标,输出电压波形满足要求。2)滤波器的基波电压增益指标。使逆变电压在输入电压最低、负载最重、感性负载、功率因数最低的情况下,输出电压仍能达到额定值,不发生过调制。3)滤波器的空载输入基波电流指标,使空载损耗不致过大。4)负载适应性指标。在满足前三个基本指标的前提下,使逆变电源对非线性负载的适应性最好。
(1)由输出电压的谐波含量指标确定LC 的取值范围
为了使输出电压中歌词谐波的谐波含量满足要求,只要使空载输入电压最高的情况下特定谐波的含量满足要求即可,设HF 0,
表示特定谐波的谐波含量上限,该值根据输出电压的单次谐波含量要求确定。 令,01200)(*)1(1*2)2(HF J N b HF s ≤−=
−απβπωω                  (5)
式中:
00/)2(f f f N s −=;LC 20ωβ=;max 0/2E U b =;βα−=1b 。 当β在(1/N 2,1)中取值时,可以满足式(5)的β的范围为
10<≤ββ,β0时当式(5)中取“=”时
β的取值。
乙烯制乙醇
由00βω=LC 所确定的曲线如图2所示,该曲线定义为临界谐波含量曲线。满足输出电压谐波含量指标的LC 区域如图2中阴影所示。
(2)由滤波器的基波电压增益指标确定L 、C 的取值范围
滤波器的基波电压增益g 为:
骄杨Z
L Z L g /sin )1(*2)/()1(/1002θβωωβ−++−=                (6)
式中:LC 20ωβ=,ω0为基波角频率。 为了使基波电压增益指标符合要求,应当使最大功率、最低感性功率因数负载条件下的基波电压增益不小于g ,
,根据式(6)可得: ,
002/sin )1(*2)/()1(/1g Z L Z L ≥−++−θβωωβ      (7)
式中:LC 20ωβ=,ω0为基波角频率,Z 为负载功率最大时的负载的阻抗值,θ为最低感性负载功
率因数时负载阻抗角。
lotus domino当β为小于1的某一特定值时,可求得当式(7)取“=”时的L 、C 值为:
⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−−−=θβθβωβ
sin )1(cos )1()1(222,00g Z C  ,L 0=β/ω0C 0  (8)
满足基波电压增益指标的L 、C 制的范围为:
000/,C L C C ωβ=≥    (9)
在C-L 平面上,当β在0-1之间变化时,由(C 0,L 0)组成的曲线称为临界电压增益曲线,其图形如图3所示,满足电压增益指标的区域如图中的阴影所示。
(3)由滤波器的空载输入基波电流指标确定L 、C 的取值范围
1)确定临界滤波电容值C min
如图4所示,临界谐波含量曲线与临界电压增益曲线相交于A 点,同时满足谐波含量指标及电压增益指标的L 、C 区域如图4中阴影所示。A 点对应的C 值称为临界滤波电容值C min ,临界滤波电容值是同是满足谐波含量指标及电压增益指标条件下滤波电容C 的最小值,由式(8)得:
⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−−−=θβθβωβsin )1(cos )1()1(222,00
min g Z C                (10)

本文发布于:2024-09-21 17:25:44,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/xueshu/435495.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:电压   谐波   指标   输出   含量   电流   负载   空载
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议