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如何优化VSI输入侧滤波器?

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图中的L与C在一起构成了二阶滤波器。与一阶滤波器相比,二阶滤波器对高频振荡分量的抑制作用更加明显,但是也存在着固有振荡频率ω0。接近ω0的交流电流会在二阶滤波器上产生明显的脉动电压成分。该脉动电压若幅值比较大,则会严重影响VSI及交流电机的控制性能。VSI通过闭环控制可等效成一种恒功率变换装置,考虑到图10-1b中的输入侧LC滤波器,为了保证交流电动机调速系统处于稳定状态,需满足下式为式中,P0为逆变器输出有功功率。

如何优化VSI输入侧滤波器?

电压型逆变器的直流侧电容器是VSI中的一个关键部件。它的作用可以概括为:稳压、滤波、与负载的无功交换等。图10-1b中的R1L1为电路等效电阻及等效电感(包含了变压器的电阻与电感)。有的系统会加入平波电抗器,此时的RL就会更加明显。图中的LC在一起构成了二阶滤波器。与一阶滤波器相比,二阶滤波器对高频振荡分量的抑制作用更加明显,但是也存在着固有振荡频率ω0。接近ω0的交流电流会在二阶滤波器上产生明显的脉动电压成分。该脉动电压若幅值比较大,则会严重影响VSI及交流电机的控制性能。

电动汽车等多数应用场合中,图10-1b中的L仅为电路寄生电感,而在地铁列车的车辆电气牵引主电路中,往往会串入mH级的电抗器(其直流电阻约为10mΩ),其主要目的是限制直流供电电流的变化率,减少短路产生的危害;并为过电流检测与保护提供足够的时间。

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图10-8 逆变器直流侧电感器电流波形

图10-8给出了在某列车运行过程中,实际测量的电感器电流波形,可以看出确实存在一定的低频(几十赫兹)脉动成分。图10-1b中的R1起到阻尼作用,会减少图10-8中的脉动电流并加速其衰减。(www.xing528.com)

VSI通过闭环控制可等效成一种恒功率变换装置,考虑到图10-1b中的输入侧LC滤波器,为了保证交流电动机调速系统处于稳定状态,需满足下式为

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式中,P0为逆变器输出有功功率。

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