Resumen: Para garantizar la precisión del voltaje de fase de salida del lado de CA del filtro de potencia activo, para llevar a cabo de manera efectiva la compensación de seguimiento de armónicos y mejorar la calidad de la energía, el voltaje del bus en el lado de CC debe mantenerse lo suficientemente estable y el valor razonable- de la capacitancia en el lado de CC es crucial. El método de diseño del bus La capacidad del condensador de soporte ca- se deriva del equilibrio de potencia instantáneo, teniendo en cuenta las limitaciones del voltaje del bus, la corriente de ondulación del condensador y la pérdida de capacitancia, para suprimir eficazmente las fluctuaciones de voltaje en el lado de CC y mantener el rendimiento de compensación, evitando al mismo tiempo- el sobregiro del condensador del bus y reduciendo los costos de hardware. y la eficacia del método de diseño propuesto- se verifica mediante simulación y experimentación.
Palabras clave:filtro de potencia activa; voltaje del bus; pérdida de capacitancia; potencia instantánea; capacidad del condensador
Contenido:
2. Estructura del circuito principal y principio de compensación.
3. Diseño del condensador del bus
3.1 Análisis del valor de voltaje del capacitor del bus
3.2 Análisis de la corriente de ondulación del condensador y la pérdida del condensador.
4. Resultados y análisis experimentales.
1. Objeto del artículo
Con la aplicación generalizada de dispositivos electrónicos de potencia, como fuentes de alimentación conmutadas, en los campos de las comunicaciones, el hogar y la industria, la carga no lineal en la red eléctrica ha aumentado significativamente. Durante el funcionamiento de los dispositivos electrónicos de potencia, se inyecta una gran cantidad de armónicos en la red eléctrica, provocando problemas como el sobrecalentamiento y el envejecimiento del aislamiento de los equipos eléctricos, y provocando fácilmente fallos de funcionamiento en la protección de los relés que ponen en peligro la seguridad del funcionamiento de la red eléctrica. En vista de los problemas anteriores, este artículo combina la influencia del voltaje del bus en la supresión de armónicos, deriva la relación cuantitativa entre la corriente del bus, la capacitancia en paralelo y la pérdida del capacitor, y construye la relación de restricción entre el voltaje instantáneo, la ondulación y la potencia del sistema en el valor del capacitor del lado de CC sobre la base del equilibrio de potencia, y luego obtiene el rango de valores de capacitancia. La exactitud del método de cálculo se verifica mediante experimentos.
2. Estructura del circuito principal y principio de compensación.
El sistema adopta una estructura de topología tri{0}}de cuatro-cables. El punto medio del lado de CC no está conectado a un inductor. El lado de CA está conectado a la fuente de alimentación trifásica-a través de un inductor de interfaz. El lado de CC está conectado a un condensador de soporte para amortiguar la energía armónica y estabilizar el voltaje de soporte del bus.
3. Diseño del condensador del bus
3.1 Análisis del valor de voltaje del capacitor del bus
Para lograr una inversión completa, el filtro de potencia activo debe hacer que la tensión de salida en el lado del inversor sea mayor que el valor pico de la tensión de fase en el lado de la red. Cuando el punto medio del capacitor está en cortocircuito-al lado de la red, la relación entre el voltaje de salida en el lado del inversor y el voltaje del capacitor en el lado de CC se puede obtener usando la ley KVL en el bucle:
La tensión de fase de la red pública de distribución es de 220 V. Considerando que la tensión de salida del transformador es un 10% superior al valor nominal y ignorando la influencia de los armónicos, el valor pico de la tensión de fase es:
Ej.=110% ∗ 220 ∗ 2=342.
3.2 Análisis de la corriente de ondulación del condensador y la pérdida del condensador.
El intercambio de energía entre el lado de la red y la carga se logra principalmente mediante la capacitancia de la barra colectora. Si el valor de capacitancia es demasiado pequeño, no se puede lograr el efecto de estabilización de voltaje y la pulsación de voltaje en el lado de CC es grande; si el valor de capacitancia es demasiado grande, aunque es beneficioso reducir la pulsación de voltaje, va acompañado de una disminución en la resistencia en serie equivalente, lo que permite que la corriente de rizado aumente, lo que aumenta la pérdida de energía del sistema y el calentamiento del capacitor, lo que afecta la vida útil del capacitor.
4. Resultados experimentales y análisis.
El modelo se estableció en el software de simulación Matlab/Simulink y los parámetros de simulación se establecieron de la siguiente manera: tensión de red trifásica-220 V/50 Hz; la carga trifásica-era un rectificador no controlado con carga RLC, R=25 Ω, L=1 mH, C=2 mF; la inductancia del filtro Lf=2.5 mH entre el APF y la red, el voltaje del lado CC U dc=730 V y la capacitancia del lado CC 2 mF.
5.Conclusión
Este artículo describe el proceso de diseño del valor del capacitor del lado de CC del filtro activo paralelo de alta-potencia y propone un método para obtener el valor del capacitor del lado de CC bajo las restricciones de voltaje del lado de CC, corriente de rizado y potencia de salida basado en el equilibrio de potencia instantáneo, de modo que el diseño del capacitor del lado de CC sea más preciso y el valor más razonable. También puede diseñar el condensador del lado de CC con diferente potencia de compensación, ondulación permitida o valor de configuración del lado de CC. El experimento verifica la corrección y eficacia del diseño. El método de diseño propuesto y la experiencia en ingeniería tienen cierta importancia de referencia para la investigación y aplicación del diseño de capacitores de bus de otros sistemas de filtrado activo.