家电维修培训中心_家电维修培训班_家电维修技术学校_家电维修学校_电器维修培训学校_家用电器维修培训学校_家电维修培训学校_家电维修技术培训_手机维修技术培训_手机维修技术学校_手机学校_通讯维修培训学校_手机维修培训中心_手机维修学校_手机维修培训班_手机维修培训学校_电脑维修技术学校_电脑学校_电脑维修培训学校_计算机维修培训学校_电脑维修培训中心_电脑维修学校_电脑维修培训班_电脑维修技术培训_笔记本电脑维修培训学校_主板维修培训_硬盘维修培训_显示器维修培训_网络工程师培训_电子维修技术学校_电子学校_电子维修培训中心_电子维修学校_电子维修培训班_电子技术维修培训学校_电子维修技术培训_电子维修培训学校_电子技校_电子技术学校_电子技工学校_职业中专学校_技工学校_电子职业学校（学院） _中专招生_技工招生网_职业学校_技术学校_中等技术学校_职业技术培训学校_电子工程职业技术学校（大专）_电子职业技术技术学校（大专）_电子信息职业技术学校（大专）_电子科技职业技术学校（大专）_液晶电视维修技术培训学校_平板电视维修技术培训学校_制冷维修培训学校_冰箱空调维修技术培训学校_电工培训_考证_年审_电工培训学校_电工技术学校_维修电工培训学校_电焊工培训_考证_年审_电焊工培训学校_焊工技术学校_面向全国招生！主要招生区域是：北京天津河北山西内蒙古辽宁吉林黑龙江上海江苏浙江安徽福建江西山东河南湖北湖南广东广西海南重庆四川贵州云南西藏陕西甘肃青海宁夏新疆安庆鞍山安阳安康澳门安顺阿克苏北京包头保定白山白城本溪滨州保山巴彦淖尔百色蚌埠宝鸡亳州北海白银巴中重庆长沙赤峰长春朝阳市滁州巢湖池州长治常州常德沧州崇左承德成都潮州郴州大连东莞达州丹东大庆大同定西德阳德州东营鄂尔多斯鄂州佛山福州防城港抚顺抚州阜阳阜新广州桂林广元广安固原贵港贵阳赣州哈尔滨杭州合肥呼和浩特海口菏泽邯郸黄山衡水香港呼伦贝尔贺州葫芦岛淮北淮南淮安湖州鹤岗黑河河源惠州汉中河池怀化黄冈鹤壁黄石衡阳海拉尔济南锦州吉林江门济宁佳木斯鸡西嘉兴九江揭阳焦作晋城金华荆门吉安景德镇晋中酒泉嘉峪关金昌荆州昆明开封克拉玛依临沂拉萨廊坊兰州六安洛阳泸州乐山辽源聊城吕梁龙岩临汾临夏来宾辽阳丽水六盘水连云港柳州临沧陇南丽江莱芜娄底漯河凉山州马鞍山牡丹江眉山茂名绵阳梅州南京宁波宁德南充南通南宁南昌南平南阳平顶山盘锦莆田萍乡濮阳攀枝花普洱平凉齐齐哈尔钦州七台河泉州清远衢州秦皇岛曲靖庆阳青岛日照荣成上海深圳商丘沈阳内江随州三门峡三明十堰绍兴韶关邵阳石嘴山遂宁汕头双鸭山四平松原石家庄苏州绥化宿迁商洛宿州汕尾上饶朔州石河子太原天津唐山泰安台州通化铁岭台湾通辽泰州铜陵铜川天水武汉威海芜湖梧州渭南吴忠乌海乌兰察布潍坊温州乌鲁木齐无锡武威文山西安厦门襄樊信阳邢台新乡孝感湘潭宣城许昌咸宁徐州忻州新余兴安盟咸阳西宁益阳银川烟台宜昌扬州永州伊春宜宾延边运城玉林盐城阳江雅安阳泉延安义乌云浮玉溪岳阳宜春营口榆林鹰潭郑州漳州株洲驻马店张家界中卫舟山肇庆淄博湛江中山自贡资阳镇江珠海张家口周口枣庄张掖遵义昭通

当前位置：电脑硬件维修培训网 → 单片机技术 → 三电平有源电力滤波器技术详解

文章内容

三电平有源电力滤波器技术详解

作者：佚名来源：本站整理发布时间：2011-06-15 10:25:08

一、二极管二极管

　　二极管又叫半导体二极管、晶体二极管，是最常用的基本电子元件之一。二极管只往一个方向传送电流，由p型半导体和n型半导体形成的p-n结构成，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。 [全文]

箝位三电平技术

　　二极管箝位三电平拓扑由日本学者Nabae. A 等人在1980 年提出，经过近30年的进展，广泛应用于电力电子技术的各个领域。二极管箝位三电平拓扑的优势在于，各个开关什么是开关? 开关

　　开关是最常见的电子元件，功能就是电路的接通和断开。接通则电流可以通过，反之电流无法通过。在各种电子设备、家用电器中都可以见到开关。 [全文]

管承受的反向电压为直流母线电压的一半，可以用较低电压等级的开关管，组成较高电压等级的变流器。这个技术现在已经广泛的应用于中压大功率交流传动系统中。采纳6500V等级的IGBT或IGCT的三电平中压变频器，已经广泛应用于4.2kV电动机传动系统。通常三电平技术一般应用于电压较高、功率较大的系统中，正是由功率器件耐压有限与变流器系统需求电压较高的矛盾现实决定的。但是我们应该看到二极管箝位三电平拓扑本身固有的一些优势。

　　（1）用电压等级较低的开关管构成电压等级较高的变流器，随着功率器件技术的不断进展，市场上已经有6500V的IGBT出售，但是耐压越高的IGBT其开关损耗越高，最高开关频率也变得比较低。3300V以上的IGBT开关频率最高不会超过5kHz,1200V的IGBT的开关损耗远大于600V的IGBT。采纳低压IGBT的三电平变流器的开关损耗远低于同样电压等级采纳高压IGBT的两电平变流器，同时前者可以达到的开关频率也高于后者。

　　（2）能够输出三种电平。二极管箝位三电平变流器能够输出正母线电压、负母线电压以及零电压（简称P、N、O）,一般情况下输出电压在P-O、O-N之间跳变，非凡情况下会出现P-N跳变，而两电平变流器只能在P-N之间跳变。也就是说三电平的电压跳变幅度为直流母线电压的一半，而两电平的为直流母线电压。高的电压跳变幅度对并网逆变器什么是逆变器? 逆变器

　　逆变器（inverter）是把直流电能（电池、蓄电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波）。应急电源，一般是把直流电瓶逆变成220V交流的。通俗的讲，逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。它由逆变桥、操纵逻辑和滤波电路组成.广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱，录像机、按摩器、风扇、照明等。 [全文]

或有源电力滤波器

滤波器

　　凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信装备和各类操纵系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。 [全文]

带来的是较高的纹波电流，为了抑制纹波电流，需要较大的输出电感和滤波电容，由此带来了较高的纹波电流损耗。同时由于输出滤波电感什么是滤波电感?

滤波电感

　　滤波电感是指将信号中特定波段频率滤除的用于抑制和防止干扰的电感。具有优良之绝缘性，对电流之变化，感量有相当之稳定性，一般用于并联电源等电路中，起滤波整流作用。它一般采纳铁氧体材料，它可以方便地与穿心电容组合起来，形成复合滤波器，在高性能滤波器中，也采纳线绕电感。 [全文]

电容也降低了电流响应速度，或对输出电流的能力产生了一定的限制。对于变频器什么是变频器?

变频器

　　变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。（但VFD也可解释为Vacuum fluorescent display，真空荧光管，故这种译法并不常用）。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来操纵交流电动机的电力传动元件。变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。 [全文]

带来的则是对电机的冲击以及较大的轴电流，严重影响着电机的寿命。另外，较高的电压跳变幅度也会产生严重的电磁干扰，对周边电子设备产生也重危害。而三电平以其固有的优势，在很大程度上解决了上述问题。

　　随着技术的不断进展，三电平技术被越来越多的人所重视，同时也将其从中压大功率领域，引入到400V的低压小功率应用之中，各个国际知名功率器件厂家推出了大量适应于400V系统应用的集成二极管箝位三电平功率模块什么是功率模块? 功率模块

　　功率模块是功率电子电力器件按一定的功能组合再灌封成一个模块。 [全文]

，并有逐渐取代传统两电平变流器的趋势。应用于400V领域的成功的三电平产品如下：

　　（1）2008年日本安川电机推出了Varispeed G7系列通用矢量变频器什么是矢量变频器? 矢量变频器

　　矢量变频器技术是基于DQ轴理论而产生的,它的基本思路是把电机的电流分解为D轴电流和Q轴电流,其中D轴电流是励磁电流,Q轴电流是力矩电流,这样就可以把交流电机的励磁电流和力矩电流分开操纵,使得交流电机具有和直流电机相似的操纵特性,是为交流电机设计的一种理想的操纵理论,大大提高了交流电机的操纵特性。不过目前这种操纵理论已经不仅仅应用在交流异步电动机上了,直流变频电动机(BLDC,也就是永磁同步电动机)也大量使用该操纵理论。 [全文]

，其400V产品采纳三菱的三电平功率模块，并在应用中取得了巨大成功。

　　（2）2009年德州和能工业自动化有限公司在自主开发的三电平变流器操纵技术的基础上，推出了HEINV系列三电平光伏并网逆变器，前端采纳对称BOOST进行最大功率点跟踪，逆变器采纳二极管箝位三电平拓扑，两者相互配合，采纳Semikron的三电平功率模块，各项指标均优于同类两电平产品。

　　（3）2009年德州和能工业自动化有限公司推出了业界第一个三电平有源电力滤波器HESINE系列产品，并取得了巨大的成功。本文将对此系列产品做一个较为具体的说明。

　　二、Hesine系列有源电力滤波器

　　将二极管箝位三电平技术应用于有源电力滤波器领域，国内外很多文献都有涉及，国内外许多专家学者对此都进行了比较深入的研究，也提出了很多新的算法。但是，三电平有源电力滤波器始终没有从实验室走向市场。究其缘由，有可能是技术不够成熟，操纵算法过于复杂，应用成本高，也可能是企业界对此不够重视，尚未熟悉到该技术的优势。德州和能工业自动化有限公司通过对三电平技术的深入研究以及对市场趋势的正确把握，在业界首先推出了三电平有源电力滤波器产品。

　　三电平有源电力滤波器与传统两电平有源电力滤波器相比有以下优势：

　　（1）低纹波电流，高电流响应速度。

　　纹波电流和电流响应速度是矛盾的两个指标。作为有源电力滤波器，其基本原理是检测负载谐波，注入反相谐波，以谐波的相互抵消达到滤波的目的。一般的有源电力滤波器是一个电流模式操纵的电压源逆变器。输出电流是通过逆变器输出的电压作用在输出电感上产生的。逆变器采纳脉冲宽度调制，根据电工的基本原理，纹波电流决定于开关频率、直流母线电压、输出电感的大小，与电流环的操纵无关。开关频率越高纹波电流越小、直流母线电压越高，纹波电流越大；输出电感越大，纹波电流越小。而逆变器期望的输出电流是由电流环所操纵。有源电力滤波器输出谐波电流，假如按基波50Hz，补偿50次谐波计算，最高谐波频率将达到2.5kHz。有源电力滤波器对电流响应速度有很高的要求。电流响应速度与直流母线电压和输出电感大小有关。直流母线电压越高，电流响应越快；输出电感越大，电流响应越慢。我们期望输出纹波电流越小越好，电流响应速度越快越好，这是一对矛盾。从上述分析可以看出，两电平有源电力滤波器解决这个矛盾的办法只能是提高开关频率。现在某些厂家的两电平有源电力滤波器产品的开关频率已经达到20kHz。但是，开关频率的提高带来的是更高的开关损耗以及驱动损耗，有源电力滤波器的单机容量会受到限制，而对于更高电压等级的有源电力滤波器，高压的IGBT根本就不同意那么高的开关频率。然而，三电平有源电力滤波器从原理上就是一个解决上述问题的方案。三电平逆变器可以输出正、负、零三种电压，在计算纹波电流时，只需按直流母线电压的一半计算。由此，在相同开关频率、相同直流母线电压、相同纹波电流要求的前提下，三电平的输出电感为两电平的一半，同时器件的开关损耗和电感上的纹波损耗也会降低。在计算电流响应速度时，起作用的将是全部直流母线电压，而输出电感的减半，将加快电流的响应速度，增强滤波效果，提高单机容量。

　　（2）提高系统耐压，应用于较高电压系统。

　　通常国内低压电网为400V，但是对于某些行业，其低压电网会比较高，例如石油钻机传动采纳的是600V，矿山用电可能是690V或1140V，而某些行业的电压等级可能更加多样，但一般都是500V以上。如何解决这些行业谐波治理需求，是一个问题。通常为了提高电流响应速度、保证补偿效果，处理谐波的有源电力滤波器比处理基波的变频器或并网逆变器需要更高的直流母线电压。通常两电平逆变器的直流母线电压是交流电网电压有效值的2倍。对于380V应用，直流母线电压一般在700V～750V，而对于600V，直流母线电压需要达到1200V。很多企业的做法是加一个变压器什么是变压器? 变压器

　　变压器（Transformer）是利用互感原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。变压器是变换电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。它由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 [全文]

，将其他等级的电压变为400V。通过谐波的变压器是经过非凡设计的，价格比较高，体积也比较大，变压的损耗也会比较大。而采纳三电平技术，可以用耐压较低的管子组成耐压较高的变流器系统，可以直接连接到电压较高的电网上，同时保证较好滤波效果和单机容量。

　　正是基于上述优点，德州和能工业自动化有限公司在本公司三电平变流器操纵技术的基础上，紧密跟踪行业进展趋势，推出三电平有源电力滤波器产品。同时，我公司愿与业内同行企业合作，共同推进三电平有源电力滤波器的应用，为中国电能质量事业做出贡献。

来源:蝴蝶

该文章来至网络或用户，仅供学习交流之用，版权归原作者所有。
如有侵权，请及时与我们联系！现在联系我们