【正文】 方法的優(yōu)點(diǎn)是開關(guān)頻率固定，而且簡單易行，響應(yīng)速度快，對高開關(guān)頻率的系統(tǒng)具有較好的控制特性，可預(yù)先確定主電路器件的開關(guān)頻率，調(diào)整也十分方便具有動態(tài)響應(yīng)好，電流跟隨能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，特別適合于模擬控制系統(tǒng)，它已為交—直—交變流系統(tǒng)和有源電力濾波器廣為采用。缺點(diǎn)是硬件較為復(fù)雜、跟隨誤差大、調(diào)制器的帶寬有限、無法濾除所有調(diào)制信號的脈動，并且由于高頻的三角波使變流器始終以高頻狀態(tài)工作，從而產(chǎn)生較大的開關(guān)損耗和高頻失真，在大功率應(yīng)用受到限制，在開關(guān)頻率過低時，會使補(bǔ)償電流的高次諧波分量復(fù)制效果變差。P M W 信號Aci?????*cici三角波 三角波比較方原理圖 A放大單元 滯環(huán)跟蹤控制滯環(huán)跟蹤控制是一種簡單的Bangbang控制。他預(yù)先給定一個允許的容許誤差，在補(bǔ)償對象與濾波器輸出之差值的大小超過這個容許誤差時，主電路中的開關(guān)元件動作。滯環(huán)跟蹤控制的基本思想是實(shí)際值與允許的的上、下限相比較，交點(diǎn)作為開關(guān)點(diǎn)，在上、下限形成一個環(huán)帶，故稱“滯環(huán)跟蹤控制” 。有源電力濾波器中使用的滯環(huán)跟蹤控制有滯環(huán)電流控制和滯環(huán)電壓控制。它將指令電流值與實(shí)際補(bǔ)償電流的差值輸入到具有滯環(huán)特性的比較器中，實(shí)際電流與指令電 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計第 20 頁 共 28 頁流的上下限，交點(diǎn)作為開關(guān)點(diǎn)，指令電流的上、下限形成一個滯環(huán)，然后用比較器的輸出控制變流器的開關(guān)器件，因此稱為滯環(huán)電流控制。滯環(huán)電流控制是電壓源變流器輸出電流的輸出電流的一種有效的非線性控制方法。滯環(huán)電流控制具有簡單靈活，性能與系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)、動態(tài)響應(yīng)速度快、魯棒性好、精度較高等優(yōu)點(diǎn)，因此是在跟蹤諧波電流或電壓的控制方面應(yīng)用最多。但是它也有許多缺點(diǎn)，例如開關(guān)頻率不固定，輸出頻譜范圍寬，濾波較困難，諧波能量均勻分布在較寬頻帶范圍內(nèi)。下面以并聯(lián)有源電力濾波器進(jìn)行電源側(cè)單位功率因數(shù)補(bǔ)償為例，說明滯環(huán)電流控制原理和控制效果。高頻采樣頻率連續(xù)檢測系統(tǒng)的電源側(cè)電流 和并聯(lián)有源電力濾波器輸出的 ，以電源側(cè)電流 中的非基波正序有功電si cisi流作為指令信號 。取 與 的代數(shù)差Δ 。zizci設(shè) 和 分別為滯環(huán)比較器哦的高低閥值（一般取 = ） 。若Δ ,滯環(huán)比1?2 1?2ci1?較器的輸出信號HL上跳至高電位； ,HL下跳至低電位；當(dāng) Δ 時，?ci2 2?HL保持原值。根據(jù)信號HL，得到可控電力電子元件柵極 、 的PWM信號 、1G2S。 、 的邏輯表達(dá)式非常簡單，可表示 = ， =HL。 、 信號送至1S2 1SHL21驅(qū)動電路，即可產(chǎn)生 、 所需的觸發(fā)信號。1G2電流滯環(huán)控制的特點(diǎn)是使被控制量圍繞其給定值作鋸齒形態(tài)變化,輸出電流在PWM波的控制下圍繞指令信號 波動,波動的幅度由滯環(huán)比較器的閾值決定,ci zi通過調(diào)節(jié)滯環(huán)比較器的閾值 和 ,滯1?2環(huán)比較器閾值的模越小,SAPF的補(bǔ)償效果越好,對可控電力電子元件的開關(guān)頻率要求越高, SAPF的功耗越大。相反,滯環(huán)比較器閾值的模越大,SAPF的補(bǔ)償效果越差,對可控電力電子元件的開關(guān)頻率要求越低,可以根據(jù)SAPF補(bǔ)償效果的工程需要以及可控電力電子元件的開關(guān)頻率限制性,選擇恰當(dāng)?shù)拈撝怠? 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計第 21 頁 共 28 頁 滯環(huán)比較電器P S W 脈沖發(fā)生器12H Lciz ci? 滯環(huán)電流控制的原理框圖 三相四線制 APF 主電路分析和三相三線制電路相比，三相四線制電路零線中有電流流過。有源濾波器不僅要對三相諧波進(jìn)行補(bǔ)償，還要對零線電流進(jìn)行補(bǔ)償，使三相電源電流對稱。具體說來，就是要使指令電流運(yùn)算電路快速準(zhǔn)確檢測出負(fù)載側(cè)電流中的諧波、基波負(fù)序等電流分量。而主電路也要能精確地按照指令電流信號產(chǎn)生對應(yīng)的補(bǔ)償電流。三相非線性不對稱負(fù)載saebsc cVC 圖 采用四相變流器的三相四線制 APF 主電路結(jié)構(gòu)及其與負(fù)載的連線指令信號 由零線電流分離法檢測出的系統(tǒng)零線電流反極性得到。產(chǎn)生的*CNi零線補(bǔ)償電流 與負(fù)載零線電流 相抵消，使得電源側(cè)零線電流為零。如圖 所示，從以上分析可知，采用四相變流器時的主電路分工明確，各相補(bǔ)償電流 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計第 22 頁 共 28 頁的產(chǎn)生和零線電流的補(bǔ)償可以看作是由各對橋臂獨(dú)立完成的，整個系統(tǒng)可看作是一個四相電流跟蹤控制系統(tǒng)。 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計第 23 頁 共 28 頁第 5 章 并聯(lián)型有源電力濾波器仿真分析計算機(jī)仿真是現(xiàn)代科學(xué)研究中的一種重要手段，應(yīng)用軟件在計算機(jī)上模擬實(shí)際的系統(tǒng)，尤其應(yīng)用在實(shí)際試驗可能對元件具有破壞性的系統(tǒng)中。在電力電子技術(shù)方面，由于實(shí)際試驗可能會造成元件或試驗設(shè)備的燒毀，尤其在高壓電力系統(tǒng)中去進(jìn)行試驗，甚至發(fā)生更嚴(yán)重的事故。因此，計算機(jī)仿真已經(jīng)成為一種公認(rèn)的經(jīng)濟(jì)、有效的設(shè)計方法。通過仿真對其進(jìn)行各方面性能的檢測，避免了一些事故的發(fā)生，也降低了開發(fā)成本?，F(xiàn)在，用 Matlab 軟件對電網(wǎng)裝設(shè)并聯(lián)型有源電力濾波器進(jìn)行仿真分析。 并聯(lián)型有源電力濾波器的仿真電路圖 為并聯(lián)型有源電力濾波器在 MATLAB 中的仿真模型。整個功率電路由三相 APF 和三相非線性負(fù)載組成。系統(tǒng)電源采用標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電壓源來模擬，相電壓為 220 V，頻率為 50 Hz。三相非線性負(fù)載由二極管、電感、電容和電阻組成，其中電感值為 10mH，電容值為 20uF，電阻值為 100 。三相 APF 由檢?測電流電阻、濾波電感、二級管、功率開關(guān)、電解電容和假負(fù)載電阻組成。其中檢測電流電阻值為 ，濾波電感值為 10mH，電解電容值為 2500pF，假?負(fù)載電阻值為 10K ?？刂齐娐分校也閰⒖驾斎腚妷?，與三廂電源完全一致，幅值為 2V；階躍信號用于延時啟動控制電路，階躍時刻為 。 仿真分析系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，三相非線性負(fù)載的輸入電壓和輸入電流波形如圖 42所示，圖中，電壓波形為標(biāo)準(zhǔn)正弦波波形，由于諧波的影響，電流波形不規(guī)則；三相 APF 的輸入電壓和電流波形如圖 所示，輸入電壓為標(biāo)準(zhǔn)正弦波，輸入電流波形為不規(guī)則波形，對三相非線性負(fù)載的輸入電流進(jìn)行補(bǔ)償；圖 為單相 APF 輸出直流電壓波形，其直流平均電壓為 ，紋波電壓的最大峰值為1V。圖 所示為系統(tǒng)補(bǔ)償后電源輸出電壓和輸入電流波形，可見各次諧波電 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計第 24 頁 共 28 頁流符合 仿真總結(jié)采用建模仿真和實(shí)驗調(diào)試相結(jié)合的方法對并聯(lián)有源電力濾波器的參數(shù)和補(bǔ)償效果進(jìn)行了檢驗，給出了仿真和實(shí)驗波形，并對結(jié)果進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明，并聯(lián)型有源電力濾波器能有效的抑制諧波圖 并聯(lián)混合型電力濾波器結(jié)構(gòu)示意圖圖 三相非線性負(fù)載輸入電壓和輸入電流波形 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計第 25 頁 共 28 頁圖 三相 APF 輸入電壓和電流波形圖 單相 APF 輸出直流電壓波形圖 補(bǔ)償后電源輸入電壓和輸入電流波形 并聯(lián)型三相四線制有源電力濾波器滯環(huán)電路設(shè)計第 26 頁 共 28 頁參考文獻(xiàn) [1] 粟時平，劉桂英 .靜止無功功率補(bǔ)償技術(shù) 中國電力出版社 2022［2］靳龍章，［M］.北京: 中國水利電力出版社，1997.［3］王兆安，楊君，［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022.［4］Xiao Xiangning， Xu Yonghai， Liu Hybrid Active Filter for Filtering Power System Harmonics. 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