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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 LC濾波器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、運(yùn)行可靠性較高、運(yùn)行費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用很廣泛。 LC濾波器又分為、及三調(diào)諧濾波器等幾種。 LC濾波主要是電感的電阻小,直流損耗小.對(duì)交流電的感抗大,濾波效果好.缺點(diǎn)是體積大,笨重.成本高.用在要求高的電源電路中. RC濾波中的電阻要消耗一部分直流電壓,R不能取得很大,用在電流小要求不高的電路中.RC體積小,成本低.濾波效果不如LC電路 常用的濾波電路有無(wú)源濾波和有源濾波兩大類。若濾波電路元件僅由無(wú)源元件(電阻、電容、電感)組成,則稱為無(wú)源濾波電路。無(wú)源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波(包括倒L型、LC濾波、LC型濾波
2、和RC型濾波等)。若濾波電路不僅由無(wú)源元件,還由有源元件(雙極型管、單極型管、集成運(yùn)放)組成,則稱為有源濾波電路。有源濾波的主要形式是有源RC濾波,也被稱作電子濾波器。 無(wú)源濾波電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于設(shè)計(jì),但它的通帶放大倍數(shù)及其截止頻率都隨負(fù)載而變化,因而不適用于信號(hào)處理要求高的場(chǎng)合。無(wú)源濾波電路通常用在功率電路中,比如直流電源整流后的濾波,或者大電流負(fù)載時(shí)采用LC(電感、電容)電路濾波。 有源濾波電路的負(fù)載不影響濾波特性,因此常用于信號(hào)處理要求高的場(chǎng)合。有源濾波電路一般由RC網(wǎng)絡(luò)和集成運(yùn)放組成,因而必須在合適的直流電源供電的情況下才能使用,同時(shí)還可以進(jìn)行放大。但電路的組成和設(shè)計(jì)也較復(fù)雜。有源濾
3、波電路不適用于高電壓大電流的場(chǎng)合,只適用于信號(hào)處理。 根據(jù)濾波器的特點(diǎn)可知,它的電壓放大倍數(shù)的幅頻特性可以準(zhǔn)確地描述該電路屬于低通、高通、帶通還是帶阻濾波器,因而如果能定性分析出通帶和阻帶在哪一個(gè)頻段,就可以確定濾波器的類型。 識(shí)別濾波器的方法是:若信號(hào)頻率趨于零時(shí)有確定的電壓放大倍數(shù),且信號(hào)頻率趨于無(wú)窮大時(shí)電壓放大倍數(shù)趨于零,則為低通濾波器;反之,若信號(hào)頻率趨于無(wú)窮大時(shí)有確定的電壓放大倍數(shù),且信號(hào)頻率趨于零時(shí)電壓放大倍數(shù)趨于零,則為高通濾波器;若信號(hào)頻率趨于零和無(wú)窮大時(shí)電壓放大倍數(shù)均趨于零,則為帶通濾波器;反之,若信號(hào)頻率趨于零和無(wú)窮大時(shí)電壓放大倍數(shù)具有相同的確定值,且在某一頻率范圍內(nèi)電壓放
4、大倍數(shù)趨于零,則為帶阻濾波器。LC濾波器的組成LC濾波器一般是由濾波電抗器、電容器和電阻器適當(dāng)組合而成,與諧波源并聯(lián),除起濾波作用外,還兼顧無(wú)功補(bǔ)償?shù)男枰?#160;LC 濾波的單相橋式整流網(wǎng)側(cè)諧波分析摘要: 對(duì)LC 濾波的單相橋式整流電路作了較深入的理論分析, 得到了與諧波有關(guān)的各項(xiàng)性能指標(biāo)和諧波含量的表達(dá)式及關(guān)系曲線, 仿真結(jié)果驗(yàn)證了所得結(jié)論的正確性。1引言許多電力電子裝置含有由直流電壓源供電的逆變或斬波電路。在這類裝置中直流電壓源大多是由電網(wǎng)交流電源整流后, 再經(jīng)并聯(lián)有大電容的濾波電路濾波得到的。濾波電容的引入造成了這類裝置網(wǎng)側(cè)電流的較大畸變。 近年來(lái),這類裝置越多地投入使用(如各種電
5、壓型交2直2交變頻裝置、 直流斬波調(diào)速裝置、 開(kāi)關(guān)電源及不間斷電源等) , 其網(wǎng)側(cè)諧波問(wèn)題逐漸引起了人們的關(guān)注。對(duì)其網(wǎng)側(cè)諧波進(jìn)行深入的分析是一項(xiàng)有意義的工作。以往對(duì)整流電路分析大多針對(duì)電感濾波型整流電路, 個(gè)別對(duì)含有濾波電容的整流電路也只是作了一些定性分析。作者曾對(duì)電容濾波型整流電路作了較深入的分析, 但分析中沒(méi)有考慮電網(wǎng)電抗的影響, 然而當(dāng)電網(wǎng)電抗影響不能忽略時(shí)必須進(jìn)一步分析研究。 另一方面,在并聯(lián)電容前串一小電感以抑制電流沖擊引起的畸變, 這種電路一般稱為L(zhǎng)C 濾波整流電路??勺C明, 這種情況在一定條件下與電容濾波型整流電路考慮電網(wǎng)電抗的情況是完全等效的。本文在考慮電網(wǎng)電抗影響情況下, 對(duì)
6、LC濾波單相橋式整流電路的網(wǎng)側(cè)諧波進(jìn)行較深入的定性和定量分析, 給出網(wǎng)側(cè)電流諧波含量和某些性能指標(biāo)與電路參數(shù)的關(guān)系表達(dá)式及關(guān)系曲線, 分析電路參數(shù)對(duì)電流諧波成分和各項(xiàng)性能指標(biāo)的影響, 仿真結(jié)果驗(yàn)證了結(jié)論的正確性。2電路模型及直流電流工作方式在由直流電壓源供電的裝置中, 輸出電壓幅值可由逆變電路或斬波電路來(lái)調(diào)節(jié), 因此其整流電路由二極管組成是常見(jiàn)的情況。文中的分析即針對(duì)二極管單相橋式整流電路。圖1 是分析所采用的電路模型和電壓、 電流波形,C 是濾波電容,L 是抑制電流沖擊的電感。 穩(wěn)態(tài)時(shí)逆變或斬波電路消耗的直流平均電流一定, 所以可用電阻模型代表逆變或斬波電路。在圖 1 中若L 取值由小變大(
7、以至無(wú)窮大) , C 取值由大變小, 則整流電路負(fù)載由容性逐漸變?yōu)楦行? 直流側(cè)充電電流 id 由斷續(xù)方式1 經(jīng)斷續(xù)方式2 變成連續(xù)方式, 如圖2 所示。因是二極管整流, 所以不論是哪種方式, 二極管VD1和VD4只能在電壓正半周時(shí)導(dǎo)通, 而VD2和VD3只能在電壓負(fù)半周時(shí)導(dǎo)通。在斷續(xù)方式 1中, id 在電源電壓過(guò)零前即為零, VD1、 VD4和VD2、 VD3間不發(fā)生換相過(guò)程; 在斷續(xù)方式 2 中,電源電壓過(guò)零時(shí) id 未降到零, 兩組二極管間發(fā)生換相過(guò)程, 交流側(cè)電流在電壓過(guò)零時(shí)反向, 但電感儲(chǔ)能不足以使 id 連續(xù); 在連續(xù)方式中, 電源電壓過(guò)零時(shí)兩組二極管換相且 id 連續(xù)。在上述含
8、有直流電壓源的裝置中, 其直流濾波電路C 的取值較大, 而L 主要用來(lái)抑制電流沖擊故取值較小, 所以這里的討論均是針對(duì)id 為斷續(xù)方式1 的情況。 LC濾波的三相橋式整流網(wǎng)側(cè)諧波分析摘要:對(duì)于廣泛使用的三相橋式整流電容濾波電路,在直流側(cè)接入電抗器是提高電路輸入功率因數(shù)降低諧波電流的有效方法。通過(guò)分析得出了電路各項(xiàng)輸入指標(biāo)與參數(shù)間的理論關(guān)系式,為電路分析設(shè)計(jì)提供了有效的工具。仿真與實(shí)驗(yàn)證明了結(jié)論的正確性。 1.概述隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,其應(yīng)用已經(jīng)深入到電力、冶金、化工、通訊、鐵路電氣以及家電等各個(gè)領(lǐng)域,在電力電子裝置中,整流器作為裝置與電網(wǎng)的接口占有相當(dāng)大的比重,隨著變
9、頻器、開(kāi)關(guān)電源及UPS等裝置的廣泛應(yīng)用,由電容濾波、二極管構(gòu)成的三相不可控整流電路所占應(yīng)用比例越來(lái)越高,同時(shí)這種整流電路對(duì)電網(wǎng)的不利影響,如輸入電流諧波等,也越來(lái)越嚴(yán)重。雖然目前可以采用PFC裝置、有源濾波器等方案解決其帶來(lái)的各種不利影響,但采用接入電抗器仍為最簡(jiǎn)單和常用的一種提高功率因數(shù)、抑制諧波的方法。目前對(duì)采用電抗器改善整流器輸入諧波及功率因數(shù)的分析主要采用計(jì)算機(jī)仿真 ,得出了一些有價(jià)值的數(shù)據(jù)及圖表,但采用仿真的方法難以建立各項(xiàng)指標(biāo)與電路參數(shù)間的理論公式。文獻(xiàn)4提出了采用整流器開(kāi)關(guān)函數(shù)、基于頻域的分析方法,對(duì)同時(shí)含有直流側(cè)及交流側(cè)濾波元件的情況得到了很好的求解公式,但公式形式十分復(fù)雜,難
10、以實(shí)用。由于在整流電路的直流側(cè)或交流側(cè)接入電抗器均可以起到改善整流器輸入諧波及功率因數(shù)的作用,而在直流側(cè)接入電抗器效果更為明顯。本文將對(duì)直流側(cè)采用LC濾波的三相橋式不可控整流電路網(wǎng)側(cè)特性與濾波器參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行分析。在一定程度近似的基礎(chǔ)上獲得了各項(xiàng)輸入指標(biāo)與濾波參數(shù)的計(jì)算公式,仿真及實(shí)驗(yàn)表明,公式具有較高的精度。2.理論分析采用LC濾波的三相橋式不可控整流電路的等效結(jié)構(gòu)如圖1所示。 圖1 采用LC濾波的三相不可控整流電路圖中 直流側(cè)負(fù)載等效電阻本文將在以下條件下對(duì)電路特性進(jìn)行分析:三相電源為對(duì)稱正弦; 忽略三相進(jìn)線阻抗及二極管壓降; 濾波電容 對(duì)6次及6次以上頻率諧波的阻抗遠(yuǎn)小于 。在通常情況下,上述假設(shè)條件對(duì)于整流器都是可以滿足的。下面將對(duì)直流側(cè)電壓、電流及交流側(cè)電流進(jìn)行分別討論。2.1直流側(cè)電壓及電流分析在假設(shè)條件 情況下,即不考慮換相重疊角及直流電流連續(xù)情況下,不可控整流電路輸出的直流電壓波形 d如圖2所示,采用傅立葉級(jí)數(shù)形式可表示為: 式中U21 交流側(cè)線電壓有效值直流側(cè)電流 可采用直流電壓表
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