直流側電力有源濾波器濾除諧波干擾的原理及方

　　3 電力有源濾波器的控制

　　電力有源濾波器采用直流環電壓滯環控制的方法，控制電路方框圖如圖2所示。它包括基本控制，電抗器LF的平均電流控制及諧振抑制等。

　　圖2有源濾波器控制框圖

　　基本控制部分由低通濾波器（1）和（2），滯環比較器，過零比較器，整流電路和比較器組成。直流環電壓ud減去低通濾波器（1）檢測到的直流分量ud.dc得紋波分量ua.ac，ua.ac通過滯環比較器產生邏輯信號I1。逆變器輸入電流id減去低通濾波器（2）檢測的直流分量id.dc，得紋波電流信號id.ac。id.ac一方面經過零比較器產生代表電流極性的邏輯信號I2，另一方面經整流電路和比較器產生判斷|id.ac|是否超過閾A的邏輯信號I3。I1－I3經譯碼器產生開關器件（S1－S4）的控制信號Ugs1－Ugs4。

電抗器LF平均電流控制部分由PI調節器，超前補償器和低通濾波器（3）組成。此部分可使電抗器的平均電流保持恒值并使電抗器具有足夠的能量。if＊為參考電流，if.dc為低通濾波器（3）檢測出的電抗器電流if的平均分量。偏差電壓信號ue反映了if.dc和if＊的偏差。ue和ud.ac疊加，通過滯環比較器改變有源濾波器電流if.ac的占空比，從而使電抗器上承受正向平均電壓。

　　諧波抑制部分包括帶通濾波器和放大器As。此控制部分用以抑制系統投入工作或逆變器輸入紋波電流發生突變時LB和C之間可能發生的諧振。

　　4 PSPICE仿真結果

　　圖1所示單相橋式PWM逆變器電路，取UB為300V，RB為0.1Ω，LB為100μH，輸出頻率為30Hz。負載為阻感性負載，其中電阻為10Ω，電感為700mH。有源濾波器的電感LF為85mH，電容C為10μF。S1－S4采用功率MOSFET。仿真控制電路框圖如圖2所示。

　　圖3（a）（b）分別為逆變器直流環電壓ud和直流環電流i的PSPICE仿真波形。結果表明，直流環電壓和電流為基本平直的電壓和電流。

　　5 結論

　　（a）直流環電壓ud

　　（b）直流環電流i

　　圖3PSPICE仿真結果

　　電力有源濾波器作為諧波源，可以替代電解電容，補償逆變器輸入紋波電流，實現交流電路的諧波內補償及電解電容的硅解。隨著電力電子器件高頻化及電力電子技術的發展，這種諧振自適應系統會具有很高的應用價值。