有源电力滤波器的主电路参数设计

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a=cos2α-cos2(α+γ)

b=sin2α-sin2(α+γ)+2γ

因此,A相基波有功电流可表示为:(5)

由式(2)、(5)可得有滤波器A相需补偿的电流,即控制给定电流为:

ia*=ia-ip(6)

图3给出了ia*的波形。

由图3可见,在半周期中(补偿电流属于半周期对称),补偿电流变化很不均匀,在换相重叠期间其变化率较大,在晶闸管导通期间,变化率又较小。

对于进线电感的选择必须满足滤波器对补偿电流的跟踪能力,所以L不宜选择过大,但L选择较小时,会使滤波器的输出电流相对于补偿电流有很大的超调,特别是在晶闸管导通期间dia*/dt很小,因此滤波器输出电流就有很大的毛刺。综上所述,L的选择应按照换相期间的电流跟踪能力及晶闸管导通期间的电流超调两方面折衷。

为了满足电流跟踪能力,滤波器的输出电流变化率应大于换相期间对应的ia*的最大变化率,即:(7)

在0~γ,

在2π/3~2π/3+γ,令:得:(8)

由式(1):(9)

为了简化计算,不直接由式(9)确定dia/dt,而由它获得dia/dt的平均值。如果有源滤波器的工作时间足够长,式(9)中的Emsin(ωt+α+π/6)平均作用将为零,同时,|Ka|取2/3的概率为1/3,取1/3的概率为2/3,|Ka|的平均值为4/9,则:(10)

由式(7)、(8)、(10),得:

图4超调量图示

图5补偿电流

图6补偿前后的网侧电流

图7补偿后的网侧电流频谱