طراحی تحلیلی فیلتر LCL غیرفعال برای یکسوسازهای سه فازه اصلاح ضریب قدرت دو طرفه
چکیده
این مقاله یک روش جامع تحلیلی از طراحی فیلتر LCL برای یکسوسازهای اصلاح ضریب قدرت دو طرفه سه فاز (PFCها) را ارائه می کند. ریپل جریان مبدل فرکانس بالا موجب می شود تا هارمونیک های مبدل فرکانس بالایی تولید شوند که نیاز است با توجه به استانداردهای شبکه تضعیف شوند. مطالعه جریان فرکانس بالا برای هر عنصر یک راه حل غیر تکرار شونده برای را طراحی فیلتر LCL ارائه می کند. در این مقاله، ریپل جریان مبدل بطور کامل آنالیز می شود تا رفتار ریپل جریان را تعمیم دهد و ریپل حداکثری جریان را برای PWM سینوسی و PWM تزریق هارمونیک سوم پیدا کند. در نتیجه، ریپل جریان استفاده می شود تا بطور دقیق ظرفیت خازنی فیلتر مورد نیاز را بر اساس بار حداکثری خازن فیلتر مشخص کند. برای انتخاب اندوکتانس جانب شبکه، دو روش بررسی می شود. روش نخست ساختار میرایی را به منظور تعریف اندوکتانس فیلتر جانب شبکه بعنوان تابعی از ریپل جریان مبدل استفاده می کند. کاهش تلفات توان در فیلتر و بهینه سازی اندوکتانس فیلتر جانب شبکه تمرکز اضلی از روش دوم است که با به کار بردن شبکه تثبیت امپدانس خطی (LISN) به دست می آید. به این ترتیب، دو فیلتر LCL برای یک PFC سه فازه مبتنی بر کاربید سیلیکون 5 کیلووات (SiC) طراحی می شود. سناریوهای تجربی مختلف به منظور بررسی عملکرد و تضعیف فیلتر انجام می شود
1. مقدمه
امروزه، مبدل های منبع ولتاژ PWM متصل به شبکه سه فازه (VSCها) در کاربردهای اصلاح ضریب قدرت (PFC) با ساختار دو طرفه یا چند طرفه بطور گسترده ای در بسیاری از کاربردها استفاده می شود [1]-[5]. با بهبود فن آوری نیمه هادی، فراوانی سوئیچینگ این مبدل ها در حال افزایش است. با توجه به سوئیچینگ مبدل، هارمونیک های جریان فرکانس بالا به شبکه تزریق می شود و لازم است آنها با برآورده کردن استانداردهای دقیق شبکه تضعیف شوند. برای تضعیف محتویات هارمونیکی در فرکانس های بالا، تکیه بر القاگر تقویتی از VSC سه-فازه منجر به القاگری عظیم با تلفات زیاد در قدرت می شود و این عملکرد دینامیکی مبدل را کاهش می دهد [7]. استفاده از فیلترهای مرتبه بالا همچون فیلتر LCL برای برآورده کردن استانداردهای شبکه بسیار جذاب است و در بسیاری از تحقیقات مطالعه می شود [7]-[22].
Abstract
This paper proposes a comprehensive analytical LCL filter design method for three-phase two-level power factor correction rectifiers (PFCs). The high frequency converter current ripple generates the high frequency current harmonics that need to be attenuated with respect to the grid standards. Studying the high frequency current of each element proposes a non-iterative solution for designing an LCL filter. In this paper, the converter current ripple is thoroughly analyzed to generalize the current ripple behavior and find the maximum current ripple for sinusoidal PWM and third-harmonic injection PWM. Consequently, the current ripple is used to accurately determine the required filter capacitance based on the maximum charge of the filter capacitor. To choose the grid-side inductance, two methods are investigated. First method uses the structure of the damping to express the grid-side filter inductance as a function of the converter current ripple. Reducing the power loss in the filter and optimizing the grid-side filter inductance is the main focus of the second method which is achieved by employing line impedance stabilization network (LISN). Accordingly, two LCL filters are designed for a 5 kW silicon-carbide (SiC) based threephase PFC. Various experimental scenarios are performed to verify the filters attenuation and performance.
I. INTRODUCTION
HESE days, three-phase grid-connected PWM voltage source converters (VSCs) in power factor correction (PFC) applications with two-level or multilevel structure are widely used in many applications [1]- [5]. With the improvement of semiconductor technology, the switching frequency of these converters is increasing. Due to the switching of the converter, high frequency current harmonics are injected to grid and they need to be attenuated complying with the strict grid standards. To attenuate the harmonic contents at high frequencies, relying on the boost inductor of the three-phase VSC leads to a bulky inductor with high power losses and it degrades the dynamic performance of the converter [7]. Employing high order filters such as LCL filter to fulfill the grid standards are highly attractive and have been studied in many researches [7]- [22].
چکیده
مقدمه
تشریح سیستم
طراحی فیلتر
الف. القاگر جانب مبدل
ب. خازن فیلتر
ج. مقاومت میرائی
د. القاگر فیلتر جانب شبکه
نتایج و بحث
نتیجه گیری
Abstract
I. INTRODUCTION
II. SYSTEM DESCRIPTION
III. FILTER DESIGN
A. Converter-side inductor
B. Filter capacitor
C. Damping resistor
D. Grid-side filter inductor
IV. RESULTS AND DISCUSSION
V. CONCLUSION
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه