4312
2010,31(19)计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign
・开发与应用・
改进的变频器输出正弦波滤波器
郑
丹,
张飞然,
沈志达,杨继深
(中国航天科工集团第二研究院706所,北京100854)
摘要:根据变频器输出PWM电压的频谱分布特性提出正弦波滤波器的设计要求,对于传统的二阶LC低通滤波器,提出一套参数设计方法.提出一种改进的滤波电路拓扑结构,使其在特定频段袁减特性得到大幅改善,解决大功率变频器载波频率很低,应用传统滤波器无法实现正弦渡滤波的情况.最后以某选煤厂250kW变频传动系统为对象给出设计实例,实验结果表明,该系统投入后运行良好,各项技术指标达到设计要求.关键词:脉冲宽度调制;输出滤波器;逆变;变频器;正弦波滤波器中图法分类号:TP391;TM921.51
文献标识码:A
文章编号:1000.7024(2010)19-4312.04
Improvedsine--wavefilterofvoltage・-inverter
ZHENGDan,
ZHANGFei.ran,
SHENZhi.da,YANGJi.shen
(Institute706,SecondAcademy
ofChinaAerospaceScience
and
Industry
Corporation,Beijing100854,China)
Abstract:Specmmacharacteristicofvoltage-inverterisdiscussed.ThedesigncriterionandcalculationproceduresoftraditionalLClow-passfilterareintroducedindetails.Inhighpowerapplications,cartierfrequencyisusuallyloweranditishardtodesign
LC
a
compatible
filter.Animprovedfiltertopologyisproposed,which
a
cail
restraingivenfrequencyharmonic
e仃cctiVely.As
a
instance,thisdesign
methodisappliedto
250kW
VV、,Fsystem.Thefilter
isputintooperationsuccessfullywiththeentireitemsmeetingthetechnicalrequi-
rements.
Keywords:PWM:outputfilter;inverter;variablevoltagevariablefrequency;sine-wavefilter
O引言
流变频传动系统,因为电流大,开关频率一般为4kHz以下,传统的二阶RLC低通滤波器无法达到正弦波滤波的衰减要求,阻尼电阻的损耗甚至到达几千瓦,无法实现工程应用。
本文首先讨论了电压型逆变电源中PWM波的频谱分布特性,对于传统的二阶RLC低通滤波器,提出一套参数设计方法。针对大功率场合载波频率较低,LC参数很难匹配的情况,对于载波频率恒定的逆变电源,本文提出一种改进的滤波电路结构,使其在特定频段衰减特性得到大幅改善。
基于变频器的交流电机变频调速系统以其高效节能、精准控制转矩和转速、易于实现数字化控制等优势得到广泛应用。同时由于变频器脉冲宽度调制(PWM)的固有特性也带来一些问题:①PwM脉冲所含的高次谐波使电机过热,产生机械振动和噪音:②过高的dv/dt经过长电缆反射产生过电压,使电机绝缘老化甚至击穿11-21③高频共模电压在电机轴承与地之间形成共模电流,使电机轴承在短期内损坏阻”。
目前的解决办法有:使用变频电机,增强散热,提高电机绝缘强度,增加轴承绝缘,缺点是成本高,电缆长度要求在
100
l逆变电源输出PWM波频谱分析
常见逆变电源的调制方式有正弦波脉冲宽度调带IJ(SPWM)和空间电压矢量调制(SVPWM)。以三相SPWM为例“1,输出线电压基波和谐波的幅值分别为
.压
U=半M匕
m以内;加装抑制PWM波电压上升率的dv/dt滤波器“l,
成本较低,对过电压和共模电流有一定抑制效果,但电缆长度要求在300m以内:安装在电机端的电压尖峰吸收器,成本低,但受安装位置限制;正弦波滤波器”4m,直接把PWM脉冲变成正弦波,从根本上解决上述问题,但成本较高。
传统的正弦波滤波器为RLC二阶低通滤波器,滤除开关次及以上频率的谐波。小功率的逆变电源因为开关频率较高,基波和PWM载波频率相距较远,电流小,性能优越的RLC低通滤波器很容易设计。100kW以上的大功率逆变电源和交收稿日期:2010-02.24:修订日期:2010-05-21。
仇=爿昙M字卜
h=够士唾
一=1,3,5,…时,k=3(2m-l灶1,m=1,2,…
m
剃A印.时,七={=嚣=
张
沈志达(1955~),男,浙江绍兴人,硕士.研究员,研究方向为计算
作者简介:郑丹(1982一),女(满族),河北遵化人,硕士,助理工程师,研究方向为电力有源滤波器、正弦波滤波器等电能质量控制技术;飞然(1955一)。男,福建厦门人,工程师,研究方向为通讯工程及应用;
机安全技术;杨继深0960-),男,江苏无锡人,硕士,研究员,研究方向为电磁兼容技术。E-maih05121677@bjm.edu脚
万方数据
郑丹,张飞然,沈志达,等:改进的变频器输出正弦波滤波器2010,31(19)4313
式中:M——调制深度,Ed_直流母线电压,k—^阶贝塞尔
函数,卜基波频率,卜载波频率。
应用Matlab仿真对PWM波形的频谱进行分析,如图1所示。其中基波频率为50Hz,载波频率为2500Hz,应用SPWM方式调制,调制比为0.8。由式(1)和图l均可看到SPWM调制的谐波分布在以载波频率e及其整数倍为中心的频带上,采用SvPWM调制时谐波分布情况与其类似。
图l三相逆变电;系的PWM波形及频谱
由PWM波频谱特性得到正弦波滤波器设计要求:选择低通滤波器,滤除载波频率以上的谐波电压,并其在基波频率对PWM波的频谱无影响。
2
RLC低通滤波器设计
2.1拓扑结构
二阶RLC电路是一种最常见的滤除谐波电压的低通滤波器,其单相等效电路拓扑结构如图2所示。
L
图2RLC低通滤波器单相等效电路
LC的阻抗曲线如图3(a)所示,可以看出由于电感电容的阻抗随着频率变化改变.此电路表现出选频特性。频率越高,电感阻抗越大,电容阻抗越小,此滤波器相当于一个分压电路,输出电压如下式所示
’』l’
r,:竺!!!
”五+zc懈
f’1”7
电压;在高频部分,凇,并联支路近似短路,分得的电压非
在频率较低的基波频段上,zc>zL,并联支路分得大部分常小:在Zc=ZL的谐振频率附近电压会被放大,阻尼电阻R的
作用是控制和调节谐振点电压和电流幅度。
图2所示二阶网络的谐振频率为
万方数据
石5瓦1磊
(3)
阻尼比为
o;—磐“)
2、j鼍
图3(b)由上至下分别为却.001,o.5,1时RLC低通滤波器
的幅频特性曲线。当亏≥l时,系统处于临界阻尼或过阻尼状
态,系统均无震荡和过压;当擎l时,系统处于欠阻尼状态,电
压会有很大的震荡和过冲。由图3(b)看到阻尼g=o.001的曲线在谐振频率[100/to产!处放大很多,增大R,此处的放大可以得到抑制。但R取值较大,导致损耗很大,效率和散热问题使工程上无法实现。况且只要谐振频带内没有激励就不会产生谐振,所以一般以散热量能够工程实现为前提取R的最大值。如果截止频率与基波频率和载波频率相距较远,甚至可以取消阻尼电阻R。
(a)LC阻抗曲线
∞加O
加∞∞∞加
(b)RLC滤波器幅频特性曲线
图3RLC滤波器
2.2参数设计
标定滤波器性能的主要指标有电压滤波效果、电压降和
空载损耗,以上指标可以大致限制出滤波器参数。
电压滤波效果可由式(2)推导。一般为了达到较好的衰减,截J}:频率选为载波频率的1/10以下。另外,考虑到截止频率很低时,会对基波形成谐振放大,截止频率应高于基波频率的10倍以上。如下所示
lOe≤fo≤1/10£(5)
选择滤波电感时要考虑到电感上基波的压降不能超过一定的范围,一股要求电感上的基波压降不能超过10%。定义逆变电源输出电压基波有效值为u,负载额定电流有效值为I,串联电感L上的基波电压为AU,串联电感上压降表达式如
下所示
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2010,31(19)
计算机工程与设计Computer
EngineenngandDesign
△U=2嘶L‘,
(6)
选择电容值应使空载时流经电容支路的基波电流不超过逆变器电流输出容量的10%。定义并联支路电容C的基波电流为△J,滤波器空载电流表达式如下所示
△,=2蛳C*U
(7)电阻R的作用是抑制振荡,限制电容支路电流。R的功
率由通过R的电流Ic决定。Ic的表达式如下所示
厶=———』_一+∑———苎_一(8)∞
r,
rr
口石’5睨+两t顽邶‘丑石’石n历寸丽咄
其中谐波次数h的表达式见式(1)。
3改进的正弦波滤波电路
在大功率逆变场合,PWM载波频率一般比较低,100kW以上系统载波频率基本都在4kHz以下,很难满足式(5)要求。如果LC的截止频率较低,串联电感L增大会引起基波在电感上压降增大,并联支路电容C增大会引起并联支路漏电流增大从而使R上功率大大增加,较低的截止频率还会在基波频率附近产生放大和相移;如果LC截止频率较高,则会使谐波衰减不够,电压纹波含量达不到设计要求。一般逆变电源的载波频率是固定的,所以本文提出在图2所示拓扑结构中并联一条串联谐振电路Ll-Cl,增强滤波器对特定频率的衰减效果。改进的正弦波滤波器拓扑结构如图4所示。
L
图4改进正弦波滤波器拓扑结构
LI-C1调谐在载波频率£附近,使并联部分在e的阻抗很低,大大增强了原电路在e附近的衰减效果。传统的二阶RLC的幅频特性曲线如图5(b)所示,通过对比可以看到,在载频3020
图5正弦波滤波器幅频特性曲线
万方数据
3.2参数设计
在PWM谐波频谱中,e频率的谐波距离低通滤波器截止频率最近,抑制效果相对最差。对于传统RLC滤波器,由式(2)可知,如果选择‘=1/2e,£附近只能衰减到30%,2£附近可
以衰减到6%。所以选择fo<I/2fi,并增加Ll-Cl调谐支路谐振£在e附近,如下所示
。
五=—_兰≈石
1
(9)
2矾仡1‘C1。
由图l和上面分析可知,Z附近的两支谐波相差4∥,如果基波频率为50Hz,则调谐支路的带宽需要士100Hz。考虑器件误差,设计带宽要达到+150Hz。串联谐振电路的品质因数如下所示
Q2音√吾
1厅丁
(10)
如希望调谐点的带宽比较宽,即Ll-Cl的Q值低,可以适当增大C1或者增大Rl。图6为调谐在2517Hz,3组不同的Ll—Cl谐振阻抗曲线,具体参数由上向下依次为LI=0.4mH,Cl=10心;LI=0.2mH,c1=20心iLl=0.1mH。Cl--40矿,由图6可以看出,相同调谐点,Cl越大,该支路的滤波范围越宽。增大Rl既可以降低Q值又可以抑制调谐点附近的震荡,但Rl使谐振范围变宽的同时也令谐波抑制效果变差,需综合考虑以上条件以确定参数。RI功率的确定与R类似,不再重复。
200021002200
23002400
25002600
2700
280029003000
删z
图6相同调谐点的三组调谐支路阻抗曲线
对于图4的拓扑结构,因为增加了低通滤波器的阶数,要特别注意各谐振点不要落在敏感频段上。为避免L1.Ci.C在C附近谐振,一般选取矗≥e+c。
以上设计应用于山西某选煤厂。变频器额定功率250kw,输出电压0-380V,载波频率2.SkHz,基波频率10-551-Iz。要求
滤波后各次谐波电压峰值小于铴基波电压,总电压畸变率小
于5%,效率大于98%。
由式(1)计算出调制比M=I时各次谐波幅值如表l所示。选择L=0.25mH,c=ioo旷,R=0.1Q,截止频率fo=1000Hz,LC低通滤波器对2‘以上频率衰减20dB,经过低通滤波器后3.1拓扑结构
低通滤波器幅频特性曲线如图5(a)所示,改进的正弦波滤波器2500Hz附近,改进拓扑结构的正弦波滤波器性能得到大大改善。
4应用实例
5000Hz及以上频率谐波幅值均小于9V,满足设计要求。LC低通滤波器在2500Hz附近衰减约为10dB,滤波后幅值只能达到44V。选择调谐滤波器参数LI=0.19mH,C1=20心,谐振频率
fl=25801-Iz,阻尼电阻RI=0.2fl,经计算滤波器在2400Hz、
郑丹,张飞然,沈志迭,等:改进的变频器输出正弦波滤波器
2010,31(19)4315
联谐振支路,使整个滤波电路在载波频段呈现非常低的阻抗,大大增强了滤波器在特定频段的滤波效果。最后以某选煤厂250kW传动系统为对象给出设计实例。实际运行结果证明该
2300
76
.
475016730072
:2枷400
2600
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耋㈦。,㈦』,。::!
方法设计的滤波器在兼顾基波电压损耗、基波漏电流、有功损耗等要求的基础上,使变频器输出电压的高次谐波得到了较好抑制,各项技术指标达到设计要求。
505085760030
!!!!!!::竺::
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万方数据
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郑
丹,
张飞然,
沈志达,杨继深
(中国航天科工集团第二研究院706所,北京100854)
摘要:根据变频器输出PWM电压的频谱分布特性提出正弦波滤波器的设计要求,对于传统的二阶LC低通滤波器,提出一套参数设计方法.提出一种改进的滤波电路拓扑结构,使其在特定频段袁减特性得到大幅改善,解决大功率变频器载波频率很低,应用传统滤波器无法实现正弦渡滤波的情况.最后以某选煤厂250kW变频传动系统为对象给出设计实例,实验结果表明,该系统投入后运行良好,各项技术指标达到设计要求.关键词:脉冲宽度调制;输出滤波器;逆变;变频器;正弦波滤波器中图法分类号:TP391;TM921.51
文献标识码:A
文章编号:1000.7024(2010)19-4312.04
Improvedsine--wavefilterofvoltage・-inverter
ZHENGDan,
ZHANGFei.ran,
SHENZhi.da,YANGJi.shen
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Corporation,Beijing100854,China)
Abstract:Specmmacharacteristicofvoltage-inverterisdiscussed.ThedesigncriterionandcalculationproceduresoftraditionalLClow-passfilterareintroducedindetails.Inhighpowerapplications,cartierfrequencyisusuallyloweranditishardtodesign
LC
a
compatible
filter.Animprovedfiltertopologyisproposed,which
a
cail
restraingivenfrequencyharmonic
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instance,thisdesign
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250kW
VV、,Fsystem.Thefilter
isputintooperationsuccessfullywiththeentireitemsmeetingthetechnicalrequi-
rements.
Keywords:PWM:outputfilter;inverter;variablevoltagevariablefrequency;sine-wavefilter
O引言
流变频传动系统,因为电流大,开关频率一般为4kHz以下,传统的二阶RLC低通滤波器无法达到正弦波滤波的衰减要求,阻尼电阻的损耗甚至到达几千瓦,无法实现工程应用。
本文首先讨论了电压型逆变电源中PWM波的频谱分布特性,对于传统的二阶RLC低通滤波器,提出一套参数设计方法。针对大功率场合载波频率较低,LC参数很难匹配的情况,对于载波频率恒定的逆变电源,本文提出一种改进的滤波电路结构,使其在特定频段衰减特性得到大幅改善。
基于变频器的交流电机变频调速系统以其高效节能、精准控制转矩和转速、易于实现数字化控制等优势得到广泛应用。同时由于变频器脉冲宽度调制(PWM)的固有特性也带来一些问题:①PwM脉冲所含的高次谐波使电机过热,产生机械振动和噪音:②过高的dv/dt经过长电缆反射产生过电压,使电机绝缘老化甚至击穿11-21③高频共模电压在电机轴承与地之间形成共模电流,使电机轴承在短期内损坏阻”。
目前的解决办法有:使用变频电机,增强散热,提高电机绝缘强度,增加轴承绝缘,缺点是成本高,电缆长度要求在
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l逆变电源输出PWM波频谱分析
常见逆变电源的调制方式有正弦波脉冲宽度调带IJ(SPWM)和空间电压矢量调制(SVPWM)。以三相SPWM为例“1,输出线电压基波和谐波的幅值分别为
.压
U=半M匕
m以内;加装抑制PWM波电压上升率的dv/dt滤波器“l,
成本较低,对过电压和共模电流有一定抑制效果,但电缆长度要求在300m以内:安装在电机端的电压尖峰吸收器,成本低,但受安装位置限制;正弦波滤波器”4m,直接把PWM脉冲变成正弦波,从根本上解决上述问题,但成本较高。
传统的正弦波滤波器为RLC二阶低通滤波器,滤除开关次及以上频率的谐波。小功率的逆变电源因为开关频率较高,基波和PWM载波频率相距较远,电流小,性能优越的RLC低通滤波器很容易设计。100kW以上的大功率逆变电源和交收稿日期:2010-02.24:修订日期:2010-05-21。
仇=爿昙M字卜
h=够士唾
一=1,3,5,…时,k=3(2m-l灶1,m=1,2,…
m
剃A印.时,七={=嚣=
张
沈志达(1955~),男,浙江绍兴人,硕士.研究员,研究方向为计算
作者简介:郑丹(1982一),女(满族),河北遵化人,硕士,助理工程师,研究方向为电力有源滤波器、正弦波滤波器等电能质量控制技术;飞然(1955一)。男,福建厦门人,工程师,研究方向为通讯工程及应用;
机安全技术;杨继深0960-),男,江苏无锡人,硕士,研究员,研究方向为电磁兼容技术。E-maih05121677@bjm.edu脚
万方数据
郑丹,张飞然,沈志达,等:改进的变频器输出正弦波滤波器2010,31(19)4313
式中:M——调制深度,Ed_直流母线电压,k—^阶贝塞尔
函数,卜基波频率,卜载波频率。
应用Matlab仿真对PWM波形的频谱进行分析,如图1所示。其中基波频率为50Hz,载波频率为2500Hz,应用SPWM方式调制,调制比为0.8。由式(1)和图l均可看到SPWM调制的谐波分布在以载波频率e及其整数倍为中心的频带上,采用SvPWM调制时谐波分布情况与其类似。
图l三相逆变电;系的PWM波形及频谱
由PWM波频谱特性得到正弦波滤波器设计要求:选择低通滤波器,滤除载波频率以上的谐波电压,并其在基波频率对PWM波的频谱无影响。
2
RLC低通滤波器设计
2.1拓扑结构
二阶RLC电路是一种最常见的滤除谐波电压的低通滤波器,其单相等效电路拓扑结构如图2所示。
L
图2RLC低通滤波器单相等效电路
LC的阻抗曲线如图3(a)所示,可以看出由于电感电容的阻抗随着频率变化改变.此电路表现出选频特性。频率越高,电感阻抗越大,电容阻抗越小,此滤波器相当于一个分压电路,输出电压如下式所示
’』l’
r,:竺!!!
”五+zc懈
f’1”7
电压;在高频部分,凇,并联支路近似短路,分得的电压非
在频率较低的基波频段上,zc>zL,并联支路分得大部分常小:在Zc=ZL的谐振频率附近电压会被放大,阻尼电阻R的
作用是控制和调节谐振点电压和电流幅度。
图2所示二阶网络的谐振频率为
万方数据
石5瓦1磊
(3)
阻尼比为
o;—磐“)
2、j鼍
图3(b)由上至下分别为却.001,o.5,1时RLC低通滤波器
的幅频特性曲线。当亏≥l时,系统处于临界阻尼或过阻尼状
态,系统均无震荡和过压;当擎l时,系统处于欠阻尼状态,电
压会有很大的震荡和过冲。由图3(b)看到阻尼g=o.001的曲线在谐振频率[100/to产!处放大很多,增大R,此处的放大可以得到抑制。但R取值较大,导致损耗很大,效率和散热问题使工程上无法实现。况且只要谐振频带内没有激励就不会产生谐振,所以一般以散热量能够工程实现为前提取R的最大值。如果截止频率与基波频率和载波频率相距较远,甚至可以取消阻尼电阻R。
(a)LC阻抗曲线
∞加O
加∞∞∞加
(b)RLC滤波器幅频特性曲线
图3RLC滤波器
2.2参数设计
标定滤波器性能的主要指标有电压滤波效果、电压降和
空载损耗,以上指标可以大致限制出滤波器参数。
电压滤波效果可由式(2)推导。一般为了达到较好的衰减,截J}:频率选为载波频率的1/10以下。另外,考虑到截止频率很低时,会对基波形成谐振放大,截止频率应高于基波频率的10倍以上。如下所示
lOe≤fo≤1/10£(5)
选择滤波电感时要考虑到电感上基波的压降不能超过一定的范围,一股要求电感上的基波压降不能超过10%。定义逆变电源输出电压基波有效值为u,负载额定电流有效值为I,串联电感L上的基波电压为AU,串联电感上压降表达式如
下所示
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2010,31(19)
计算机工程与设计Computer
EngineenngandDesign
△U=2嘶L‘,
(6)
选择电容值应使空载时流经电容支路的基波电流不超过逆变器电流输出容量的10%。定义并联支路电容C的基波电流为△J,滤波器空载电流表达式如下所示
△,=2蛳C*U
(7)电阻R的作用是抑制振荡,限制电容支路电流。R的功
率由通过R的电流Ic决定。Ic的表达式如下所示
厶=———』_一+∑———苎_一(8)∞
r,
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口石’5睨+两t顽邶‘丑石’石n历寸丽咄
其中谐波次数h的表达式见式(1)。
3改进的正弦波滤波电路
在大功率逆变场合,PWM载波频率一般比较低,100kW以上系统载波频率基本都在4kHz以下,很难满足式(5)要求。如果LC的截止频率较低,串联电感L增大会引起基波在电感上压降增大,并联支路电容C增大会引起并联支路漏电流增大从而使R上功率大大增加,较低的截止频率还会在基波频率附近产生放大和相移;如果LC截止频率较高,则会使谐波衰减不够,电压纹波含量达不到设计要求。一般逆变电源的载波频率是固定的,所以本文提出在图2所示拓扑结构中并联一条串联谐振电路Ll-Cl,增强滤波器对特定频率的衰减效果。改进的正弦波滤波器拓扑结构如图4所示。
L
图4改进正弦波滤波器拓扑结构
LI-C1调谐在载波频率£附近,使并联部分在e的阻抗很低,大大增强了原电路在e附近的衰减效果。传统的二阶RLC的幅频特性曲线如图5(b)所示,通过对比可以看到,在载频3020
图5正弦波滤波器幅频特性曲线
万方数据
3.2参数设计
在PWM谐波频谱中,e频率的谐波距离低通滤波器截止频率最近,抑制效果相对最差。对于传统RLC滤波器,由式(2)可知,如果选择‘=1/2e,£附近只能衰减到30%,2£附近可
以衰减到6%。所以选择fo<I/2fi,并增加Ll-Cl调谐支路谐振£在e附近,如下所示
。
五=—_兰≈石
1
(9)
2矾仡1‘C1。
由图l和上面分析可知,Z附近的两支谐波相差4∥,如果基波频率为50Hz,则调谐支路的带宽需要士100Hz。考虑器件误差,设计带宽要达到+150Hz。串联谐振电路的品质因数如下所示
Q2音√吾
1厅丁
(10)
如希望调谐点的带宽比较宽,即Ll-Cl的Q值低,可以适当增大C1或者增大Rl。图6为调谐在2517Hz,3组不同的Ll—Cl谐振阻抗曲线,具体参数由上向下依次为LI=0.4mH,Cl=10心;LI=0.2mH,c1=20心iLl=0.1mH。Cl--40矿,由图6可以看出,相同调谐点,Cl越大,该支路的滤波范围越宽。增大Rl既可以降低Q值又可以抑制调谐点附近的震荡,但Rl使谐振范围变宽的同时也令谐波抑制效果变差,需综合考虑以上条件以确定参数。RI功率的确定与R类似,不再重复。
200021002200
23002400
25002600
2700
280029003000
删z
图6相同调谐点的三组调谐支路阻抗曲线
对于图4的拓扑结构,因为增加了低通滤波器的阶数,要特别注意各谐振点不要落在敏感频段上。为避免L1.Ci.C在C附近谐振,一般选取矗≥e+c。
以上设计应用于山西某选煤厂。变频器额定功率250kw,输出电压0-380V,载波频率2.SkHz,基波频率10-551-Iz。要求
滤波后各次谐波电压峰值小于铴基波电压,总电压畸变率小
于5%,效率大于98%。
由式(1)计算出调制比M=I时各次谐波幅值如表l所示。选择L=0.25mH,c=ioo旷,R=0.1Q,截止频率fo=1000Hz,LC低通滤波器对2‘以上频率衰减20dB,经过低通滤波器后3.1拓扑结构
低通滤波器幅频特性曲线如图5(a)所示,改进的正弦波滤波器2500Hz附近,改进拓扑结构的正弦波滤波器性能得到大大改善。
4应用实例
5000Hz及以上频率谐波幅值均小于9V,满足设计要求。LC低通滤波器在2500Hz附近衰减约为10dB,滤波后幅值只能达到44V。选择调谐滤波器参数LI=0.19mH,C1=20心,谐振频率
fl=25801-Iz,阻尼电阻RI=0.2fl,经计算滤波器在2400Hz、
郑丹,张飞然,沈志迭,等:改进的变频器输出正弦波滤波器
2010,31(19)4315
联谐振支路,使整个滤波电路在载波频段呈现非常低的阻抗,大大增强了滤波器在特定频段的滤波效果。最后以某选煤厂250kW传动系统为对象给出设计实例。实际运行结果证明该
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方法设计的滤波器在兼顾基波电压损耗、基波漏电流、有功损耗等要求的基础上,使变频器输出电压的高次谐波得到了较好抑制,各项技术指标达到设计要求。
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