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三相四线PFC整流器缓启动探讨

发布时间:2020-06-30 21:44:13 阅读: 来源:电热片厂家

1引言随着人们对环保要求的不断提高,对电网质量提出了新的要求。目前开关电源中普遍采用的功率因素校正技术,使输入电流波形跟踪市电输入波形,以限制开关电源的电流谐波对电网的污染。在中大功率开关电源场合,三相四线制PFC有着广泛应用。一个高质量的电源系统不仅需要好的动态和静态指标,系统的平滑启动也是必不可少的。电源系统动态指标和静态指标的调节在很多论文中都有讨论,这些可以通过配置补偿网络调节系统的闭环参数来完成。本文分析了三相四线PFC缓启动可能造成大电流冲击的一些原因,并给出控制这些冲击的方法。2问题描述系统所采用的三相四线PFC电路如图(1)所示。在这里选用SCR缓启动,虽然它对系统的效率有点影响,但从系统的稳定可靠方面来讲,在做大功率设计时常用SCR代替接触器加缓冲电阻启动。(1)其中Uc是SCR导通瞬间交流电容两端的电压,Rc是交流电容的容抗。由于电容上的电压是阶跃形式出现的,其谐波高频成分很大,电容等效阻抗很低。致使SCR导通瞬间流过交流电容的电流很大。

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(2)其中,usa~usc为网侧输入三相电压,ia~ic为三相输入电流,R为电感的等效内阻,Uoa~Uoc为直流侧电压。

经过CLARK变换、PARK变换以及解偶后,系统方程可简化为

(3)直流侧电压为,忽略wLiq和wLid的影响,电感的电流由交流侧电压Usd和直流侧电压决定,其电路简化后如图5所示。

在刚开启PFC时,直流电压Ud还未确定。由于PFC开启的过程没有缓启动,存在类似一种电压的切换过程,只有交流侧电压Usd和直流侧电压的幅值和相位完全相等的情况下才能使启动PFC时的冲击电流最小。相位的锁定可以通过锁相环来完成,而幅值的跟踪需要准确确定启动时刻占空比以及那一周期内调制比。很显然,在忽略死区、开关延时以及开关管的损耗外,只有调制比为1时才能使交流侧电压Usd和直流侧电压的幅值相等。在PFC到达稳定电压前,母线电压慢慢上升,调制比需要慢慢减小,同时内部的PI环慢慢趋于稳定了,PFC软启动完成。4结语本文介绍方案在100kVA三相四线PFC整流器中进行实验,在缓启动的过程中,系统过渡很平稳,没有大的冲击电流产生。参考文献[1]徐德鸿编著.电力电子系统建模及控制[M].北京:机械工业出版社,2005.[2]林渭勋编著.现代电力电子电路[M].浙江:浙江大学出版社,2002.[3]仇志凌,陈国柱.2MW风力发电并网逆变器研究与设计[J].第十七届全国电源技术年会论文集,2007.■

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