一种改善pwm整流器网侧电流谐波的电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电流谐波检测技术领域，尤其涉及一种改善PWM整流器网侧电流 谐波的电路。
【背景技术】
[0002] 与传统的不控整流和相控整流相比，PWM整流器实现了网侧电流的正弦化，且可以 运行于单位功率因数，因此具有功率因数高，输出电压纹波小，动态响应好等优点。PWM整流 器分为电压型整流器(VSR)和电流型整流器(CSR)两种，其中电压型整流器具有电能双向传 输，功率因数校正，减小输入谐波等优点，应用较为广泛。电流型整流器虽然具有电路保护 和较快电流响应的优点，但是其交流侧电容和直流侧电感庞大的体积需要限制了它的应 用。普通的电压型整流器只具备升压整流的功能，在直流侧输出电压小于交流侧输入电压 的场合，需要加入DC/DC升压模块，增加了成本和设计难度。此外直通状态带来的电磁干扰 会对其造成损害，降低它的抗干扰能力和运行稳定性。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型为解决公知技术中存在的电压型PWM整流器不能降压的缺陷问题而提 供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的改善PWM整流器网侧电流谐波的电路。
[0004] 本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
[0005] 该改善PWM整流器网侧电流谐波的电路的结构如下：电源UN的两端分别与电感。的 输入端和双向开关Sb的输入端相连接，电感Ln的输出端与电阻Rn的输入端相连接，电阻Rn的 输出端与双向开关S A的输入端相连接;电阻Rl的两端分别连接有接线端子1和接线端子0,双 向开关Sa的输出端分别与接线端子1和接线端子0相连接，双向开关Sb分别与接线端子1和接 线端子〇相连接，电阻此的两端还并联有电容C dc。
[0006] 本实用新型具有的优点和积极效果是:该改善PWM整流器网侧电流谐波的电路相 对于三电平整流器而言，Z源三电平整流器不仅可以实现降压输出，而且由于直通不会引起 功率器件的损坏，可靠性明显增加，消除死区时间，防止波形畸变。
【附图说明】
[0007] 图1是本实用新型实施例提供的改善PWM整流器网侧电流谐波的电路示意图。
[0008] 图2是本实用新型实施例提供的改善PWM整流器网侧电流谐波的电路设计原理示 意图
【具体实施方式】
[0009] 为能进一步了解本实用新型的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合 附图详细说明如下：
[0010] 请参阅图1至图2所示:该改善PWM整流器网侧电流谐波的电路的结构如下：电源UN 的两端分别与电感L N的输入端和双向开关S B的输入端相连接，电感L N的输出端与电阻R N的 输入端相连接，电阻Rn的输出端与双向开关Sa的输入端相连接；电阻Rl的两端分别连接有接 线端子1和接线端子0,双向开关SA的输出端分别与接线端子1和接线端子0相连接，双向开 关Sb分别与接线端子1和接线端子0相连接，电阻Rl的两端还并联有电容C dc。
[0011] 设网侧电压和电流为：
[0012] un=UNM cos ω t (1)
[0013] in=lNM cos( ω t-θ) (2)
[0014]式（1 )、（2)中，UNM为Un的峰值，INM为in的峰值;Θ为Un超前于in的角度。当整流器为工 作于整流工况时，Θ = 0° ;当为逆变工况时，Θ = 180°。则网侧瞬时功率为：
[0015] Pin = Unin
[0016] =UnmInm cos( ω t)cos( ω t-θ)
[0017] =0.5UnmInm cos(9)+〇.5UnmInm cos(9)cos(2 ω t) (3)
[0018] 由式(3)中可知，0· 5UnmInmcos9为瞬时功率的稳态分量;〇 · 5UnmInmcos9cos(2 ω t)为 波动分量。
[0019] 输出侧的瞬时功率为：
[0020] (4)
[0021] 式⑷中，Udc为udc的平均值，II为ii的平均值，的波动量。若4个功率管IGBT 均工作在理想开关开关，则可略去功率管开关过程中的能量损耗。根据输入瞬时功率等于 输出瞬时功率可知：
[0022] Ρ?η = P〇ut (5)
[0023] 把式(3)、（4)代入式(5)，同时可知变换器交流侧功率的波动量应与直流侧输出功 率的波动量相等，即可得式(5):
[0027] 式（7)中，cos0表示整流器功率流动的方向，整流工况时，COS0 = 1;逆变工况时， cos0 = -l ;sin(2 ω t)为Udc的纹波分量。所以，变流器的输出直流电压Udc为：
[0024]
[0025]
[0026]
[0028]
[0029]因此，udc含有2倍工频的纹波分量，若将此纹波分量引入到电压外环PI控制器中， 使将会导致外环控制器的输出含有2倍工频的分量。i*mn与锁相环的输出信号sin cot相 乘后，必将含有3倍于工频的信号。若将此信号作为电流内环的给定信号i*mnsinc〇t，经过内 环控制后，irJS踪必将有较大的3倍于工频的谐波电流。以此类推，in中的3 倍于工频的谐波通过主电路和双闭环控制系统后，将会导致in含有5次谐波，进一步类推， 可知in中将有较大的3、5、7、9次等奇数次谐波。若要降低i n的奇数次谐波，可对ud。补偿后再 引入到外环中。由（8)式可知，udc中的2次谐波为t7 dc，若将Udc减去^后再引入到电压外环 中，这样即可降低输入电流的奇数次谐波。其中补偿电压为：
[0030]
[0031]基于上述可控整流器谐波产生机理及其消除方法，在传统双闭环控制算法(称为 传统算法)的基础上，设计了新型双闭环控制算法如图2所示。
[0032]以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与 修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1. 一种改善PWM整流器网侧电流谐波的电路，其特征在于，该改善PWM整流器网侧电流 谐波的电路的结构如下： 电源Un的两端分别与电感Ln的输入端和双向开关Sb的输入端相连接，电感Ln的输出端与 电阻Rn的输入端相连接，电阻Rn的输出端与双向开关Sa的输入端相连接；电阻Rl的两端分别 连接有接线端子1和接线端子〇,双向开关Sa的输出端分别与接线端子1和接线端子0相连 接，双向开关Sb分别与接线端子1和接线端子0相连接，电阻Rl的两端还并联有电容Cdc。
【专利摘要】本实用新型涉及一种改善PWM整流器网侧电流谐波的电路，电源UN的两端分别与电感LN的输入端和双向开关SB的输入端相连接，电感LN的输出端与电阻RN的输入端相连接，电阻RN的输出端与双向开关SA的输入端相连接；电阻RL的两端分别连接有接线端子1和接线端子0，双向开关SA的输出端分别与接线端子1和接线端子0相连接，双向开关SB分别与接线端子1和接线端子0相连接，电阻RL的两端还并联有电容Cdc。该改善PWM整流器网侧电流谐波的电路相对于三电平整流器而言，Z源三电平整流器不仅可以实现降压输出，而且由于直通不会引起功率器件的损坏，可靠性明显增加，消除死区时间，防止波形畸变。
【IPC分类】H02M1/12
【公开号】CN205319933
【申请号】CN201620034634
【发明人】袁满, 任海军, 吴显松, 代云中, 孙斌
【申请人】袁满
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年1月14日