纹波电流计算逆变器

富乐在手优势

低纹波电流与高电流响应速度是电力滤波器设计中的两大挑战。有源电力滤波器通过检测负载谐波并注入反相谐波，以实现滤波。其输出电流取决于逆变器的电压、输出电感与开关频率等因素，与电流控制环无关。纹波电流越低，意味着滤波效果更优。而电流响应速度则与直流母线电压和输出电感大小紧密相关。提高开关频率是解决这两个指标之间矛盾的有效途径，但这也带来了更高的开关损耗和驱动损耗，限制了单机容量。三电平有源电力滤波器则通过输出正、负、零三种电压，减小了计算纹波电流时的直流母线电压，从而在相同条件下，降低了输出电感的大小和损耗，提高了电流响应速度和单机容量。

在高电压系统应用方面，解决谐波治理需求是关键问题。通常，为了提高电流响应速度和补偿效果，处理谐波的有源电力滤波器需要更高的直流母线电压。对于低压电网（如400V），两电平逆变器的直流母线电压约为交流电网电压有效值的2倍，而更高电压等级（如600V、690V或1140V）则需要相应的提升。传统的做法是使用变压器将电压变为400V，但这种方法成本高、体积大且损耗大。采用三电平技术，则能以较低耐压的器件构建耐压更高的变流器系统，直接连接到较高电压的电网上，同时保证良好的滤波效果和单机容量。

综上所述，通过提高开关频率和采用三电平技术，可以有效地解决有源电力滤波器在低纹波电流与高电流响应速度之间的矛盾，并在高电压系统应用中提供更高效、经济的解决方案，以满足不同行业对谐波治理的需求。

扩展资料

有源滤波器现场应用有源电力滤波器（APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿，之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源，其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

高压直流输电（LCC-HVDC 和 MMC-HVDC）中平波电抗器的作用和选择策略

在高压直流输电系统中，平波电抗器扮演着关键角色。在LCC-HVDC系统中，平波电抗器主要作用为：一、抑制直流电流纹波分量，确保电流的平稳传输；二、在低功率传输情况下避免电流断续；三、在系统故障或受扰动时，限制直流电流上升速率和幅度，降低换相失败概率；四、防止陡坡冲击波进入阀厅，保护换流器免受过电压损伤；五、减少交流系统下降引起的逆变器换相失败概率。

在MMC-HVDC系统中，平波电抗器的作用则主要体现在：一、抑制直流线路故障时的电流上升率，该功能也能由桥臂电抗器承担；二、在直流线路故障时，使MMC在闭锁前的直流侧故障电流小于闭锁后的直流侧故障电流；三、阻止雷电波直接侵入换流站，此作用仅适用于直流架空线路；四、阻塞谐波电流流通，并改变直流回路的谐振频率，适用于混合型柔性直流输电系统。

在LCC-HVDC系统中，选择平波电抗器的策略需考虑参数分析计算，以确保电流纹波得到有效抑制，避免直流电流断续，限制故障电流上升率，防止换相失败。具体策略包括：通过公式计算确定能有效抑制直流电流纹波的电感值，避免系统在50Hz和100Hz频率下发生低频谐振，同时确保电感量不专为滤波而调整。

对于MMC-HVDC系统而言，平波电抗器的选择策略则集中在确保闭锁前的直流短路电流小于闭锁后的直流短路电流，以防止故障时电流过大。通过计算临界电感值，选择大于临界值的电感量，即可实现这一目标。与LCC系统相比，MMC系统中的平波电抗器取值通常较小，一般在十mH级别，因为其主要功能在于确保闭锁前后的电流大小关系，而非主要承担纹波抑制任务。

逆变器交流输出纹波大,调节lc哪个参数

逆变器交流输出纹波大时，调节LC参数需综合考虑。电感L和电容C对滤波效果都有重要影响。

调节电感L：增大电感值，能增强电感对交流纹波的抑制能力。因为电感具有阻碍电流变化的特性，较大的电感值可使电流变化更平缓，减小纹波幅度。但电感值过大，会导致电感体积增大、成本上升，还可能影响逆变器的动态响应速度。

调节电容C：增大电容值，能增强电容的储能和滤波作用。电容可在电压高时储存电能，电压低时释放电能，从而使输出电压更平滑。不过，电容值过大，会增加电容的体积和成本，还可能在开机瞬间产生较大的充电电流，对电路元件造成冲击。

一般来说，可先适当增大电感值，观察纹波变化情况，若效果不明显，再结合增大电容值进行调整，通过反复调试找到合适的LC参数组合，以有效减小逆变器交流输出纹波。

死区补偿（非线性补偿）方法介绍

死区时间在逆变器中起着关键作用，它是指上桥臂和下桥臂导通与截止之间的时间间隔，避免上、下桥臂同时导通产生短路现象。然而，加入死区时间会导致逆变器性能降低。为了优化死区补偿，本文将详细介绍其原理、仿真模型配置、死区效应以及解决方法。

仿真模型配置涉及逆变器输出与星型连接电抗器的连接，采用闭电流控制方式输出三相电流。在SPWM波形的基础上，模型仿真特别关注优化对象，即死区补偿，输出是否连接电机并不影响优化过程。在低速情况下，由于反电势较小，模型可以近似简化。

带死区的逆变器模型中，三相电感波形显示原始模型产生的电流值存在明显畸变。死区效应表现为：当相电流为正时，下桥臂的体二极管导通导致负脉冲时间偏长；反之，当相电流为负时，上桥臂的体二极管导通导致正脉冲时间变长。此现象在轻载低频情况下更加明显，可能引发电流钳制，加剧电流波形畸变。

针对死区效应，通过调整对应桥臂的占空比来实现补偿，以克服死区对逆变器输出的影响。补偿量的确定和正负补偿的选择成为关键考虑因素。

补偿量可通过Vdead值来计算，公式如下：

[公式]

补偿时机基于输出电流方向的判断，方法涉及转子角度与电流电压相位差的计算，确定Id与Iq的比值。

补偿原理通过将一个周期划分为六个等分区间，每个区间仅有一相电流过零，其他两相电流方向不变。根据电流角度计算补偿量，并应用饱和函数和PI控制器进行动态调整，以有效抑制电流纹波。

最终，仿真结果显示，死区补偿启动后，Id、Iq的纹波得到显著抑制，优化了逆变器的输出性能。通过动态调整补偿量和使用PI控制器，死区补偿方法有效解决了死区效应带来的电流波形畸变问题。

变频器直流母线电压是这么算的？

变频器母线电流可分为平均值和纹波电流两部分，总电流有效值=平均值平方+纹波电流有效值平方，再开根号。

直流母线就是在变频器中承载整流后将交流变成直流，在逆变器中是将直流转变为交流。在变频器中用铜排的母线形式安装连接在一起，形成直流公共母线变频驱动系统。

补充

技术研究

在比例连动或有能量反馈的负载（例如:油田瞌头机，脱水机，拉丝机，起重机，比例连动控制系统等负载）一般使用变频器驱动都需增加反馈电网的装置或制动电阻，否则无法顺利使用.。采用反馈电网的方式，其投入成本高。

采用制动电阻因为反馈能量大，消耗功率很大，是较不经济的方法。因此，如何把负载惯量产生的电能再生利用，此为关键技术重点之一。

共用直流母线的原理就是将变频器分解为两个部件，即整流器部分与逆变器分开。如此：一台较大整流装置可以供应多台逆变装置，每一台逆变器的直流母线均并联在一起。因此，逆变器反馈的能量可以彼此互相利用。所有逆变器能量不足的部分再由整流桥补充，由电网供电。因此这种应用方式节电率最高。

选型建议

普传变频调速器PI-3000G系列通用型产品各种容量或电压等级均可作为共用直流母线，客户设计选型时只要参考通用型规范书内容，同时注明整套系统需求的规格数量即可。整流装置将依据所有容量的总和来单独设计。由于共用直流母线属于专用机型，请相本公司业务部门洽询选购。

滤波电感滤波电感的设计

在全桥逆变器设计中，输出滤波电感的选择至关重要。为了确保功率因数为1和正弦波形输出，电感值的选取需考虑两个关键因素：

1. 电流波纹系数：电感决定了输出电压波形的纹波大小。根据电感的伏安关系，当输出电压处于峰值时，电流波纹最大。设开关周期为T，占空比为D，计算公式为（5-18）。在实际系统中，需要通过这个公式确定滤波电感的值，以保证电流纹波在可接受范围内。

2. 逆变器矢量三角形关系：滤波电感还与逆变器的基波幅值有关。根据正弦脉宽调制理论，通过调制比计算电感的取值范围。在设计过程中，通常选择稍大于下限值的电感，以考虑实际应用中的限制，如电感体积和成本。

除了滤波电感，输入电容的设计也必不可少。输入电容与光伏阵列和逆变器间的分布电感组成低通滤波器，减少电压波动对逆变器的影响。经验上，输入电容的值通常选择。

功率因数和工作频率也是并网逆变器设计时要考虑的。逆变器应保持一定的功率因数，如输出大于额定输出的20%时，平均功率因数需大于0.85。此外，逆变器需与电网同步运行，交流输出频率允许偏差不大于电网额定频率。

最后，逆变器的直流分量和电磁发射要求也需要满足标准，确保正常工作环境下的电磁兼容性。太阳电池阵列和逆变器的输出功率模型则根据特定的数学模型来描述，考虑了辐射强度、温度变化和温度系数等因素。

以上是滤波电感设计时的主要考虑因素和相关计算，这些因素共同确保了逆变器的稳定和高效运行。

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