三相三開(kāi)關(guān)部分有源功率因數(shù)校正電路

通過(guò)對(duì)單周雙極性控制三相功率因數(shù)校正技術(shù)的工作原理、控制方法進(jìn)行仿真研究,在單周雙極性控制下輸入電流能較好地跟蹤輸入電壓,驗(yàn)證了采用該控制策略,功率因數(shù)校正系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、易于平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。分析了單周雙極性控制下,在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期、不同開(kāi)關(guān)時(shí)段、不同開(kāi)關(guān)組合情況的電感電壓和電感電流的關(guān)系,經(jīng)過(guò)對(duì)saber模型仿真結(jié)果的分析,推導(dǎo)出電感電流紋波的數(shù)學(xué)表達(dá)式,得出了電流紋波與電感值、開(kāi)關(guān)頻率和積分時(shí)間系數(shù)相關(guān)的結(jié)論。同時(shí),系統(tǒng)參數(shù)一定時(shí),當(dāng)輸出電壓大于2倍的相電壓與積分時(shí)間系數(shù)的比值,可以減小電感電流紋波;輸入、輸出電壓一定時(shí),電感電流紋波與電感值和開(kāi)關(guān)頻率成反比;系統(tǒng)穩(wěn)定性范圍與負(fù)載大小及積分時(shí)間系數(shù)有關(guān)。

針對(duì)傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源輸入功率因數(shù)低、諧波含量高、開(kāi)關(guān)損耗大等缺點(diǎn),提出了一款基于三相雙開(kāi)關(guān)pfc電路的高功率因數(shù)軟開(kāi)關(guān)電源。本文研究了三相雙開(kāi)關(guān)pfc電路的六種工作模態(tài),分析了移相全橋zvspwm變換電路實(shí)現(xiàn)諧振軟開(kāi)關(guān)的原理,提出一種高功率因數(shù)軟開(kāi)關(guān)電源實(shí)用電路,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證及電路實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)電路能夠有效提高電源的功率因數(shù),且所有開(kāi)關(guān)管都工作在軟開(kāi)關(guān)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)電路具有高功率因數(shù)、低開(kāi)關(guān)損耗、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。

被研究電路簡(jiǎn)單而實(shí)用,工作于固定占空比就能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正,不過(guò)這種情況下,輸入電流含較多的5、7和11次諧波。往占空比注入6倍次諧波,能顯著減小諧波,但確定各諧波的注入量是個(gè)難點(diǎn)。采用多種算法(含遺傳算法)對(duì)諧波注入系數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)對(duì)比可知:最簡(jiǎn)單迅速的方法是一維搜索;各次諧波的注入系數(shù)和輸入電壓幅值有關(guān),只注入6次諧波效果還不夠理想;此外,所給優(yōu)化結(jié)果是這種電路所能達(dá)到的最佳效果。

三相單開(kāi)關(guān)boost型功率因數(shù)校正器的分析和設(shè)計(jì)較為繁瑣,簡(jiǎn)化模型可使電路的分析和設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化,利用簡(jiǎn)化模型對(duì)功率因數(shù)校正器進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì),仿真和實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了分析和設(shè)計(jì)的正確性。

根據(jù)三相單開(kāi)關(guān)功率因數(shù)校正(pfc)電路的工作原理,實(shí)現(xiàn)了專(zhuān)用時(shí)域仿真程序的編制,待求解的微分方程階次低,仿真速度高。通過(guò)與通用仿真程序的對(duì)比,證明了專(zhuān)用程序的有效性和高速性。

功率因數(shù)校正(英文縮寫(xiě)是pfc)是 目前比較流行的一個(gè)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。pfc是在 20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)， 其背景源于離線開(kāi)關(guān)電源的迅速發(fā)展和 熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器的廣泛應(yīng)用。pfc 電路的作用不僅僅是提高線路或系統(tǒng)的 功率因數(shù)，更重要的是可以解決電磁干 擾(emi)和電磁兼容(emc)問(wèn)題。 線路功率因數(shù)降低的原因及危害 導(dǎo)致功率因數(shù)降低的原因有兩個(gè)，一 個(gè)是線路電壓與電流之間的相位角中， 另一個(gè)是電流或電壓的波形失真。前一 個(gè)原因人們是比較熟悉的。而后者在電 工學(xué)等書(shū)籍中卻從未涉及。 功率因數(shù)(pf)定義為有功功率(p)與 視在功率(s)之比值，即pf=p/s。對(duì)于線 路電壓和電流均為正弦波波形并且二者 相位角φ時(shí)，功率因數(shù)pf即為cosφ。 由于很多家用電器(如排風(fēng)扇、

介紹了一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的三電平三相高功率因數(shù)軟開(kāi)關(guān)ac/dc變換技術(shù),可在實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的同時(shí),實(shí)現(xiàn)ac/dc功率變換,直接獲得較低直流輸出電壓,并解決了交流側(cè)與直流側(cè)之間的電氣隔離及功率管的高耐壓和軟開(kāi)關(guān)問(wèn)題。在介紹主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,分析了功率因數(shù)校正原理和電流斷續(xù)條件,并給出軟開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)條件。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了這種功率變換技術(shù)的可行性。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種電力電子設(shè)備應(yīng)用于電網(wǎng),給電網(wǎng)帶來(lái)諧波問(wèn)題,各種諧波濾波器也應(yīng)運(yùn)而生,但這只是一種先污染后治理的被動(dòng)辦法,apfc是一種主動(dòng)的辦法,它用于開(kāi)關(guān)電源前級(jí)整流器,輸入電流為正弦波,不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染。全文圍繞一種新穎的基于隔離型cuk變換器的有源功率因數(shù)校正電路的設(shè)計(jì),從cuk變換器的基本單元入手,分析了cuk變換器的工作原理,在此基礎(chǔ)上,確定了基于隔離型cuk變換器apfc電路的基本拓?fù)洹?/p>

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種電力電子設(shè)備應(yīng)用于電網(wǎng)，給電網(wǎng)帶來(lái)諧波問(wèn)題，各種諧波濾波器也應(yīng)運(yùn)而生，但這只是一種先污染后治理的被動(dòng)辦法，apfc是一種主動(dòng)的辦法，它用于開(kāi)關(guān)電源前級(jí)整流器，輸入電流為正弦波，不對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染。全文圍繞一種新穎的基于隔離型cuk變換器的有源功率因數(shù)校正電路的設(shè)計(jì)，從cuk變換器的基本單元入手，分析了cuk變換器的工作原理，在此基礎(chǔ)上，確定了基于隔離型cuk變換器apfc電路的基本拓?fù)洹?/p>

諧波污染已引起世界各國(guó)的高度重視。功率因數(shù)校正(pfc)是治理諧波的一種有效方法。本文研究了基于單周期控制的三相三開(kāi)關(guān)高功率因數(shù)整流器,推導(dǎo)了三相三開(kāi)關(guān)升壓整流器的控制規(guī)律,設(shè)計(jì)了一種基于單周期控制技術(shù)的pfc控制器,該控制器不需要乘法器,更不需要對(duì)電源電壓進(jìn)行檢測(cè),其控制邏輯非常簡(jiǎn)單且以恒定頻率工作。完成了7kw三相高功率因數(shù)整流器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究,進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)的功率因數(shù)可達(dá)0.98,且實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)校正和低電流畸變。

提出了一種新穎的三相cuk型高功率因數(shù)校正電路。在電路拓?fù)渲胁捎萌嗳珮蛘鳂蚝蛦喂芄β书_(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)和低諧波電流輸入;同時(shí)在中間儲(chǔ)能電容(過(guò)渡電容)上串聯(lián)一電感以及在續(xù)流二極管上并聯(lián)一小電容,使得電路工作在復(fù)合諧振狀態(tài),從而獲得零電流開(kāi)關(guān)。文章分析了電路的工作原理,仿真驗(yàn)證了理論分析結(jié)果,同時(shí)一個(gè)2kw的試驗(yàn)電路驗(yàn)證了結(jié)論的正確性。該電路具有輸出電壓調(diào)節(jié)范圍寬、功率因數(shù)和效率高等特點(diǎn),具有很好的實(shí)用化前景。

·· 本的測(cè)試項(xiàng)目有注入電源干擾電壓、輻射騷擾場(chǎng)強(qiáng)、騷擾功率等 等。而對(duì)諧波電流和電壓閃爍測(cè)試，按!"#$%%%&’&()&’中規(guī) 定，所有消耗電流小于$#*的電氣、電子類(lèi)產(chǎn)品都須執(zhí)行。 !+,的測(cè)試項(xiàng)目種類(lèi)較多，對(duì)不同產(chǎn)品要求差異也較大。 因此，后面將會(huì)對(duì)!+,測(cè)試要求加以說(shuō)明。 (-.歐盟!+,測(cè)試項(xiàng)目及判定等級(jí) 相對(duì)于!+/而言!+,對(duì)于不同產(chǎn)品有不同的測(cè)試項(xiàng)目、 測(cè)試規(guī)格及判定等級(jí)。每一種測(cè)試項(xiàng)目大致上都是引用/!0或 !"的基本性標(biāo)準(zhǔn)（12345,62782983）:但是測(cè)試規(guī)格與判定等級(jí) 則按產(chǎn)品適用的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)而有所不同。 下面對(duì)國(guó)內(nèi)常出口歐盟的產(chǎn)品進(jìn)行舉例說(shuō)明： 表’2;’8為家電、手提式電動(dòng)工具類(lèi)產(chǎn)品，家電及手提式電 動(dòng)工具類(lèi)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)依產(chǎn)品的電源與控制電路區(qū)分為.類(lèi)（02

三相單開(kāi)關(guān)boost型pfc電路,由于工作在不連續(xù)導(dǎo)電模式,分析起來(lái)十分繁瑣,設(shè)計(jì)不得不采用“試湊法”。本文根據(jù)電路的工作原理,利用平均法,把原電路簡(jiǎn)化成一個(gè)工作于dcm的dc/dc變換器,使主電路的階次由三降為一,簡(jiǎn)化模型可用于主電路參數(shù)設(shè)計(jì),線性化處理之后,可在頻域設(shè)計(jì)輸出電壓調(diào)節(jié)器,因此使該類(lèi)電路的設(shè)計(jì)擺脫“試湊法”。對(duì)比性的仿真說(shuō)明,簡(jiǎn)化模型能夠反映原電路的低頻大信號(hào)特性。樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)也說(shuō)明有關(guān)分析正確

采用偽相移式全橋零電壓零電流(pps-fb-zvzcs)變換器完成三相功率因數(shù)校正(pfc)和輸出電壓調(diào)節(jié)雙重功能,并能有效抑制直流母線電壓。本文對(duì)其進(jìn)行了理論分析、關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明,其最大輸出功率為10kw,功率因數(shù)達(dá)到0.99,輕載時(shí)直流母線電壓小于800v。

研究了基于單周期控制的三相六開(kāi)關(guān)高功率因數(shù)整流器,推導(dǎo)了三相六開(kāi)關(guān)升壓整流器的控制規(guī)律,設(shè)計(jì)了一種基于單周期控制技術(shù)的pfc控制器,完成了2kw三相高功率因數(shù)整流器的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)的功率因數(shù)可達(dá)0.991,實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)校正和低電流畸變。

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變頻空調(diào)系統(tǒng)需要調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速,使制冷量連續(xù)變化,適應(yīng)空調(diào)負(fù)荷的需要.為了滿足輸入電流諧波分量電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)和進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有變頻空調(diào)系統(tǒng)效率,需要研究一種寬輸出電壓變化的功率因數(shù)校正(pfc)電路.本文在分析比較主要開(kāi)關(guān)變換器的基礎(chǔ)上,提出采取低電壓應(yīng)力的buck+boost為主電路拓?fù)?本文進(jìn)行寬輸出電壓變化pfc電路控制策略的分析比較,采用了先進(jìn)的單周期非線性控制策略.新的空調(diào)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)輸入電壓的變化可以從pwm逆變器中轉(zhuǎn)移到功率因數(shù)校正電路,即pfc的輸出電壓可以在寬的范圍內(nèi)變化,后級(jí)只需要簡(jiǎn)單的脈沖幅度調(diào)制pam逆變器,其工作在低頻范圍,[頻率可以根據(jù)負(fù)載變化],pam逆變器占空比可以保持恒定,因此逆變器的電路和控制大大簡(jiǎn)化,同時(shí)實(shí)現(xiàn)逆變電路簡(jiǎn)單的控制.如此,可以減少整機(jī)成本并提高效率.同時(shí),由于后級(jí)逆變器可以工作在低頻頻率,開(kāi)關(guān)損耗和開(kāi)關(guān)噪音可以進(jìn)一步減少.計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證理論預(yù)期.

buck電路作為70w金屬鹵化物燈的前級(jí)功率因數(shù)校正電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制電路易實(shí)現(xiàn),特別是成本相對(duì)較低,而且對(duì)后續(xù)電路器件的耐壓要求較低。描述主電路和控制電路結(jié)構(gòu),給出buck電路小信號(hào)模型的推導(dǎo)過(guò)程并討論該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,并說(shuō)明工作在dcm模式下buck電路功率因數(shù)校正原理,用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了實(shí)際電路的pfc效果。

提出了一種基于幅相控制、實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)可調(diào)的三相pwm變流器控制方法。通過(guò)建立系統(tǒng)低頻數(shù)學(xué)模型,分別在整流和逆變狀態(tài)下,探討系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)、從電網(wǎng)吸收或回饋容性、感性無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程。分析了控制角、受控的功率因數(shù)角、最大負(fù)載能力、最大回饋電網(wǎng)電能與調(diào)制深度、負(fù)載、電感量之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明,該pwm變流器具有控制簡(jiǎn)便、相電流諧波較小等優(yōu)點(diǎn)。

在三相四線供電系統(tǒng)中,如果你手頭上沒(méi)有無(wú)功表,可用一塊三相四線有功電度表,經(jīng)改接后,與另一有功電度表按圖1的電路聯(lián)合接線,可達(dá)到計(jì)算功率因數(shù)的目的。但必須注意:改接的電度表所記錄的數(shù)值既不是三相有功電能值,也不是三相無(wú)功千乏值,而是部分有功電能與部分無(wú)功千乏值的和。它所記錄的數(shù)值只是作為計(jì)算功率因數(shù)的根據(jù)。改接的原理是:使每相的電流元件中流過(guò)的電流與該元件電壓線圈所加的電壓的相位差角為60°—。向量關(guān)系如圖2所示。在三相平衡條件下,設(shè)改接的電度表三個(gè)元件所記數(shù)值為w_10。

介紹了功率因數(shù)校正(pfc)電路在變頻空調(diào)中的應(yīng)用、優(yōu)越性和一種輸入功率為3.3kw的變頻空調(diào)pfc模塊的工作原理,對(duì)非晶磁性pfc電感的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析,主要包括:臨界電感值的計(jì)算、磁性材料的選擇及磁芯規(guī)格的確定等.試驗(yàn)結(jié)果表明,鐵基非晶磁性材料具有飽和磁通密度高、溫度穩(wěn)定性好的特點(diǎn),所設(shè)計(jì)的基于非晶磁性材料的電感能夠滿足變頻空調(diào)要求.

在需要采用三相整流器的中大功率場(chǎng)合，可控或不可控整流電路產(chǎn)生的低功率因數(shù)高諧波含量電網(wǎng)電流導(dǎo)致了電網(wǎng)電壓畸變，增加了配電系統(tǒng)導(dǎo)體、變壓器損耗和中線諧波電流。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，有功率因數(shù)校正的三相整流器越來(lái)越受到人們的重視。本文的目的就是介紹三相高功率因數(shù)整流器的進(jìn)展