直流侧电力有源滤波器滤除谐波干扰的原理及方

3 电力有源滤波器的控制

　　电力有源滤波器采用直流环电压滞环控制的方法，控制电路方框图如图2所示。它包括基本控制，电抗器LF的平均电流控制及谐振抑制等。

　　图2有源滤波器控制框图

　　基本控制部分由低通滤波器（1）和（2），滞环比较器，过零比较器，整流电路和比较器组成。直流环电压ud减去低通滤波器（1）检测到的直流分量ud.dc得纹波分量ua.ac，ua.ac通过滞环比较器产生逻辑信号I1。逆变器输入电流id减去低通滤波器（2）检测的直流分量id.dc，得纹波电流信号id.ac。id.ac一方面经过零比较器产生代表电流极性的逻辑信号I2，另一方面经整流电路和比较器产生判断|id.ac|是否超过阈A的逻辑信号I3。I1－I3经译码器产生开关器件（S1－S4）的控制信号Ugs1－Ugs4。

电抗器LF平均电流控制部分由PI调节器，超前补偿器和低通滤波器（3）组成。此部分可使电抗器的平均电流保持恒值并使电抗器具有足够的能量。if＊为参考电流，if.dc为低通滤波器（3）检测出的电抗器电流if的平均分量。偏差电压信号ue反映了if.dc和if＊的偏差。ue和ud.ac叠加，通过滞环比较器改变有源滤波器电流if.ac的占空比，从而使电抗器上承受正向平均电压。

　　谐波抑制部分包括带通滤波器和放大器As。此控制部分用以抑制系统投入工作或逆变器输入纹波电流发生突变时LB和C之间可能发生的谐振。

4 PSPICE仿真结果

　　图1所示单相桥式PWM逆变器电路，取UB为300V，RB为0.1Ω，LB为100μH，输出频率为30Hz。负载为阻感性负载，其中电阻为10Ω，电感为700mH。有源滤波器的电感LF为85mH，电容C为10μF。S1－S4采用功率MOSFET。仿真控制电路框图如图2所示。

　　图3（a）（b）分别为逆变器直流环电压ud和直流环电流i的PSPICE仿真波形。结果表明，直流环电压和电流为基本平直的电压和电流。

5 结论

　　（a）直流环电压ud

　　（b）直流环电流i

　　图3PSPICE仿真结果

　　电力有源滤波器作为谐波源，可以替代电解电容，补偿逆变器输入纹波电流，实现交流电路的谐波内补偿及电解电容的硅解。随着电力电子器件高频化及电力电子技术的发展，这种谐振自适应系统会具有很高的应用价值。