三相pwm逆变器输出lc滤波器设计方法

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1、万方数据ELECTRICDRIVE2013V01．43No．12电气传动2013年第43卷第12期三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法何亮，王劲松(中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室，四川成都610041)摘要：为了使脉冲宽度调制(PWM)逆变器具有较好的输出交流波形，针对PWM逆变器输出交流波形中谐波次数较高的特点，采用二阶Lc低通滤波器。从逆变器无功容量较小、传输效率较高、系统稳定性较好等角度，介绍了一种三相PWM逆变器输出交流Lc滤波参数的设计方法。实际工程应用较好验证了该设计

2、方法的可行性。关键词：Lc滤波器；设计方法；逆变器；脉冲宽度调制中图分类号：TM46文献标识码：AAnDesignApproachofLCFilterUsedtoThere·phasePWMInverterOutputHELiang，WANGJing—song(ScienceandTechnol093’012ReactorSystemDesignTechnologyLaboratory，NuclearPowerInstituteofChina，Chengdu610041，Sichuan，China)A

3、bstract：TheordersoftheharmonicsofPWMinverteroutputvoltageareveryhigh．TwoordersLClower—passfilterWasusedtogetbettersinusoidaloutputwaveform．AdesignedapproachofLCfilterforthere—phasePWMinverterbasedontheminimumreactivecapacity，themaximaltransportefficienc

4、yandthebettersystemicstabilityoffilterwasproposedandverifiedbyprojects．Keywords：LCfilter；designapproach；inverter；pulsewidthmodulation(PWM)1引言基于脉冲宽度调制(PWM)技术的逆变器广泛应用于各型变频及电能变换装置中。由于PWM调制技术自身的技术特性，决定了逆变器输出交流电力中含有较多的高次谐波分量，该类谐波分量的存在将直接影响交流电力品质，因而，必须在逆变器输出侧

5、设置交流低通LC滤波器，以优化交流电力品质，在充分研究LC滤波器对逆变器传输效率及系统稳定性影响的基础上，提出了一种三相逆变器输出LC型滤波器设计方法。2逆变器输出交流谐波分析PWM逆变器输出交流谐波呈如下特点：1)谐波分量以角频率(凡纰±．

6、}(cJ．)分组分布在输出交流频谱中，其中09c为载波角频率，∞为信号波角频率，凡，k为谐波系数；2)每组谐波以载波角频率rttoc为中心，边频为kto。分布其两侧，其幅度两侧对称衰减；3)随着载波角频率09c的不断增加，谐波频谱将整体向较高频带上移动【1。23

7、。通过上述交流谐波分析，根据交流用电设备对电力品质的相关要求，结合LC滤波器的结构简洁、高频谐波抑制效果较好等技术特点，采用低通LC型滤波器实现逆变器输出交流电力品质优化为最佳方式。3交流三相LC滤波器基本结构通常情况下，交流三相LC滤波器的基本结构主要有星形结构和三角形结构2种，其基本结构如图1所示。图l中，L．，L2，L3代表滤波电感，且均相等，C．，C：，C，代表滤波电容，且均相等。其中，图1a为星形结构的交流三相LC滤波器，主要用于三相交流接地系统中；图1b为三角形结构的交流三相LC滤波器，主

8、要用于三相交流不接地系统中。基金项目：中国核动力研究设计院青年科学基金项目(JJXM—QNJJ—08一12一06)作者简介：何亮(1982一)，男，本科，工程师．Email：bulk3695@sina．con33万方数据电气传动2013年第43卷第12期何亮，等：三相PWM逆变器输出LC滤波器设计方法u奖r形u笑y形Ll叩(a)星形结构LI，、，、，、^k1一一叩胀。星形结构，则有C=Cl_c：=C，，如果采用三角形结西构，则有C=3xC。=3xC：=3xC，；R，L为交流用电设备的等效阻抗参数，其中

9、，R为等效电阻，L为等效电感。蛤4．2．1截止频率范围确定出截止频率尼是Lc滤波器的重要参量。在进行截止频率计算之前，需要做出适当的前提假设：1)直流电源为理想电压源；图l交流三相Lc滤波器基本结构Fig．1ThebasicstructureofACthere—phaseLCfilter4设计方法4．1设计流程逆变器输出LC滤波参数设计流程如下：1)根据逆变电源的载波频率庀值，确定Lc滤波器的截止频率选取范围，并选定截止频率点，通常从截止频率选取范围的中