基于瞬时无功理论与三相全桥Delta逆变器

时间:2010-06-24来源:网络

瞬时三相电流或电压通过如下的变换,变换到d-q坐标上:

上式中,为d电流直流分量,与负载的有功功率相对应;为q轴电流直流分量,与负载基波相位移的无功功率相对应;d轴交流分量和0轴分量i0与负载基波不对称及高次谐波无功功率相对应。
图1中ia、ib、iv为三相输入电流,iaf、ibf、icf为计算基波输出电流,它们之差即为三相谐波电流iah、ibh、ich。
d-q变换是将静止坐标系中的相量变换到以基波角速度旋转的坐标系中,变换后的信号与原信号频率相差一个基波频率,即50Hz。如果信号为典型的三相特征谐波1th(基波)、5th、7th等,则分别对应于d-q坐标系中的直流,4th、6th等。低通滤波器滤除所有交流谐波后,其直流成分通过d-q反变换(CT)即可得到基波电流。

2 电路组成结构
电路如图2所示。它由主电路和检测控制电路两部分组成。主电路又分为三相开关整流器和Delta逆变器两部分。开关整流器的主要作用是为Delta逆变器提供整流直流电源,并保持直流电容Cd上的电压Ud恒定。直流电容起滤波储能作用。采用开关整流器的目的有两个,一是保持市电输入功率因数COSφ=1,并使输入电流的波形接近于正弦波,以减小对市电的污染;二是可以使电能双向流动。Delta逆变器部分由三个单相Delta全桥逆变器及其输出变压器组成,其作用就是对市电电压的波动值Vu、谐波分量uh和三相不对称度进行补偿。Delta逆变器部分所以采用三个单相Delta逆变器及其输出变压器,其原因有两个:一是由于三相四线制的市电系统所带的负载,多数情况下是不对称的,必须用互无联系的单相Delta逆变器独立进行补偿;二是也可以提高三相四线制电源的可靠性,万一有一相出现故障,另外两相还可以继续供电。三个单相Delta逆变器都是可以双向四象限工作的,以满足对市电电压波动值±Vu的正、负补偿。


图2中三相基准正弦电压uar、ubr、ucr经过d-q变换得到和u0r。用低通滤波器(图3所示)滤除谐波分量,即可得到d-q坐标系中对应于基波的有功和无功分量,和零序分量u0r,市电电压ua、ub、uc亦经d-q变换得到,用这两组信号进行减加运算后可得;。其中。反映的是基波电压的波动值,反映的是谐波分量,2u0r-u0反映的是三相电压的不对称度。故将udf、uqf、u0f进行d-q反变换即可得到反映负载电压基波波动变化、谐波分量和三相电压不对称度的调制波电压。然后用相应的SPWM控制电路进行控制,即可使负载上的电压成为稳定、纯净的正弦波电压。

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关键词: 全桥 Delta 逆变器 三相 理论 瞬时 无功 基于

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