PWM变流器的LCL滤波器设计及其有源阻尼策略

目录

1. LCL滤波器设计

1.1 影响LCL滤波性能的关键因素

1.2 LCL滤波器设计方法

2. PWM变流器的有源阻尼

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1. LCL滤波器设计

1.1 影响LCL滤波性能的关键因素

        总电感相同的情况下采用纯L、LCL两种不同滤波器时入网电流与输出谐波电压传递函数的幅值对比如下图所示：

        由上图可知，LCL滤波器较L型滤波器确实有着比较好的滤波效果，但需要注意的是如果LCL滤波器设计不合理就达不到较好的滤波效果，甚至由于谐振的存在导致畸变的增加。因此LCL滤波器的设计需综合考虑多方面的因素。

        在实际工程设计LCL时需考虑如下限制条件：

1. 滤波电容的要求：在电力系统中，并联电容的投入可减小线路上的压降，但电容的增加也会降低系统的功率因数，在LCL滤波器的设计中，滤波电容参数对系统功率的影响一般要小于10%。
2. 总电感值的要求：在滤波器设计中，电感越大滤波效果越好，但过大的电感会增加滤波电感上的压降，并不利于电流环的控制，同时也会增加安装体积与成本。
3. 滤波器的滤波器效果和谐振频率：为了获得较好的滤波效果同时避免LCL滤波器固有谐振造成的影响，滤波器的谐振频率应限制在10倍基波频率与0.5倍开关频率之间，同时需采用硬件或软件方法抑制LCL滤波器的固有谐振。

1.2 LCL滤波器设计方法

1. 确定滤波电容的最大值。对于LCL滤波器而言，增大2个电感和滤波电容  都将获得更好的滤波效果，相对比较之下，滤波电容在成本和体积上较滤波电感都有一定的优势，因而在实际设计中，可选择较大的滤波器电容，按1.1中滤波电容的功率约束条件，可求得滤波电容的上限值为：