三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计

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三相电压型整流器的LCL型滤波器分析与设计

! 设计样例及分析
下面利用第!节中介绍的滤波器设计方法，对滤波器进行设计。系统参数设为：额定有功功率 ( * ( ’ ’ + ,，电网线电压有效值 ) *. / ’ 0，直流电压 *1 ，相电流峰值为, * "" ’ ’ 0， 3 + 4 5 * + 2 # $* 6 7 ( 3 3 8。（）采用允许的最大电流纹波值为相电流峰值 " 的! ／ ’ ，根据式（） , ’ 9，即 ! 9, 3 : 6 7 ; < =6 > ? !*! 7 7 可以计算出’ ! @ . ( 6 4，为了更好 @ ! ! (. 6 4!%%! 地滤除谐波，取 %%* ’ @ ( 6 4。（）取 "*( 9，则根据式（ A）可求出电容 ! 。 & * . ’ B & " （）选择开关频率附近高次谐波的衰减比例为 ( ，则由式（）可以求出 "* ，结合式 !* ’ @ " ! " ( " @ . （）可知 %* " ) ’ @ " " 3 6 4，% * ’ @ " C 3 6 4。图(描述 & 了谐振频率 + 与 " 的关系，从图中可以看出，分 : < # 别由式（）、式（）表示的谐振频率曲线在 "* C " ! ）有正数解。 " @ .处有交点，这也说明式（ " ( （）由于在大功率系统中为了降低功率损耗， ) 滤波器中的电阻非常小，可以忽略不计，因此在谐振频率处，整个滤波器的阻尼为零，可能会导致该频率处谐波的幅值增大。为了抑制 D E D 滤波器的谐振，给滤波电容串联阻尼电阻 -1，首先根据式，取（）可知+ * !) ( C 4 5 C : < # " @ ) $ ’’ & (.! # + : < # & 为了更好地分析电感 %、% & 与高次谐波的衰

基于pqr理论的三电平lcl滤波器优化设计

基于pqr理论的三电平lcl滤波器优化设计
1引言
本文旨在利用PQR理论对三电平LCL滤波器进行优化设计。

LCL滤波器是一种结合交流（AC）和直流（DC）电路分别实现低通滤波功能和限幅功能的微机控制电源滤波器。

它可以有效减少滤波器大小并降低成本。

2概述
PQR理论对三电平LCL滤波器进行优化设计，实际上是一种自适应调整技术，它通过调整参数来计算滤波器的输出电压/功率，从而最大化输出电压。

从一个简单的电路图中可以看出，有三层电路，它们分别为：DC直流电路层、AC交流电路层和控制电路层。

除此之外，滤波器还需要满足三氟烷内效应晶体管（SFT）内部下调整参数，以调节电流。

3步骤
（1）调整零偏参数:首先调节具有良好功率耦合的变压器的电流、电压和抗拉绝缘电容的电压等参数，以调整变压器的零偏。

（2）调整稳压参数:调节负载电阻，并设置相应的电流路径，以调节触发式条件和可变I_PS_软启动电路参数，调节稳压参数。

（3）调整输出电流和电压:调节联网电源电压和电流，以使电路稳定，调节滤波器的输出电压和电流，调节可变限流电路和比较器电
路参数，产生恒定的负压和正压，以确保以恒定的稳定工作电压来调节全部模块参数。

4结论
经过以上步骤，三电平LCL滤波器通过PQR理论的优化设计，能够改善滤波器的功率效率，降低功耗，并有效抑制滤波器的谐波损耗，提高滤波器的可靠性。

因此，PQR理论具有重要的应用前景，可以用于设计三电平LCL滤波器，为客户提供更高效的电源解决方案。

三电平变流器LCL滤波器设计

源阻尼控制策略设计滤波器。基于三电平变流器并网运行时的电流瞬态过程，分析纹波电流脉动情况，并给出
详细的设计方法．最后通过实验验证了设计的可行性。关键词：波器：无源阻尼；变流器滤
中图分类号：Ｎ１Ｔ７３文献标识码：Ａ文章编号：００１０（０２０ — ０５０１０ — ０Ｘ２１）９０５ — ３
流侧采用ＬＬ滤波器，有效削弱谐波的同时尽Ｃ在
量减小成本。整流侧控制策略可采用传统单Ｌ控制策略【，２设为总电感量，Ｊ则输入电流表达式为：
洲一＋＋ｄＳＵｅ甄 ∞ ｔＩ－ｄｄ
第４６卷第９期
２１０２年９月
电力电子技术
ＰｗｅｌｃｒｎｃｏｒＥｅｔｏｉｓ
Ｖｏ．６，Ｎ．１４ｏ９Ｓｐｅｅ０２ｅｔｍｂｒ１２
三电平变流器ＬＬ滤波器设计Ｃ
王继忠。丁冠舒
（中国矿业大学，江苏徐州２１０）２０８
时，足瞬态电流跟踪要求的电感设计。满图５示出电流过零（ｔＯ处附近。个Ｐｔ＝）ｏ一ＷＭ开关周期中的电流跟踪瞬态过程波形。稳态条件下，０ ≤ 时，＝，有：当 ≤ｔｓＯ且
摘要：ＣＬＬ滤波器在当今电力电子装置中广泛应用，而ＬＬ滤波器存在谐振问题，果没有合适的阻尼或控然Ｃ如制方法，难保证系统的稳定性能。该设计以三电平双馈式风电变流器为平台，用传统的电网电压定向和无很采

三电平PWM整流器的LCL滤波器设计研究

２ＳｈｏｆｎｏｍａｉｎａｄＥｅｔｃｌＥｇｎｅｉｇＣｈｎｉｅｓｔｆＭｉｉｇａｄＴｃｎｌｇ，ｃｏｌｏｆｒｔｎｌｃｒａｎｉｅｒ，ｉａＵｎｖｒｉｏｎｎｎｅｈｏｏｙＩｏｉｎｙ
关键词：三电平；ＬＬ滤波器；虚拟阻尼Ｃ
Ｄｉ０９９ｊｉｎ１０６３．２１．０．０４ｏ：１．３６／．ｓ．００— １３０２３０ｓ
中图分类号：Ｔ７４Ｎ８
文献标识码：Ａ
文章编号：１０６３（０２００２０００— １３２１）３— ００— ４
较低时Ｌ滤波器难以满足滤波要求，此时采用ＬＬＣ
收稿日期：０２— ４—１２１０７
扑结构，电网电流基波属低频分量，滤波电容支路对高频分量具有低通作用，因此在确定控制参数
第３期
马晓峰等：电平Ｐ三ＷＭ整流器的ＬＬ滤波器设计研究Ｃ
ｓｎｌｉｇｅＬ，ｔｅｓｍｕａｉｎｖｒｅｈｅｉｎｔｏｅｓｂｅｈｉｌｔｏｅｆｓｔｅｄｓｇａｉｎｆａｉｌ．ｉｉ
Ｋｅｗｏｄｓ：ｔｒｅ —ｌｖｌｙｒｈｅｅｅ；ＬＣＬｆｌｒｉｔａｍｐｎｔ；ｖｒｕｌｄａｉｇｉｅ
ＲｅｅｒｈｏｓａｃｎＬＣＬｌｅｆＴｈｒｅ—ｌｖｌＰＷＭｃｉｅＦｉｔｒｏｅｅｅＲｅｔｆｒｉ
ＭＡａ — ｆｎｇＣＨＥＮＸｉｏｅ，Ｌｉ— ｐｉｇｎ

网侧PWM整流器LCL输出滤波器优化设计

整流器ＬＣＬ滤波器的参数设计方法，通过对ＬＣＬ滤波器单相模型传递函数的研究，得到谐振
频率、谐波电流幅值表减比与ｒ（网侧电感与整流器侧电感的比例因子）之间的关系式。利用关系式分析各变量的变化规律，确定总电感值、滤波电容值和ｒ。分析结果表明，谐振频率可确定总电感和滤波电容的下限值。给出了一个设计实例，进行系统建模仿真验证。仿真对比结果证明了该设计方法的正确性和优越性。关键词：ＰＷＭ整流器；ＬＣＬ滤波器；参数设计
ｉｓｒｅｐｏｒｔｅｄ．ａｎｄｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｔｈｉｓｍｅｈｏｔｄｉｓｔｅｓｔｅｄｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＷＭｒｅｃｔｉｉｆｅｒ；ＬＣＬｉｌｆｔｅｒ；ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｄｅｓｉｇｎ
ＨＵＡＮＧＨｕｉｘｉａｎ，ＸＵＲｏｎｇ．ＯｐｔｉｍｉｚｅｄｄｅｓｉｇｎｏｆＬＣＬｏｕｔｐｕｔｉｌｆｔｅｒｆｏｒｇｒｉｄ－ｓｉｄｅＰＷＭｒｅｃｔｉｉｅｆｒ．ＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ａｍｐｌｉｔｕｄｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒａｎｄｆａｃｔｏｒｒ —ｔｈｅｒａｔｉｏｂｅｗｅｔｅｎｇｒｉｄ．ｓｉｄｅａｎｄｒｅｃｔｉｉｆｅｒ－ｓｉｄｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ．Ｔｈｅｔｏｔａｌｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ．ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｏｆｉｌｆｔｅｒａｎｄｒｃａｎｂｅｓｅｌｅｃｔｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｈａｎｇｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｈｅｔｖａｒｉａｂｌｅｒｅｌａｔｉｏｎｉｇｆｕｒｅｓ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ

三电平逆变器电流纹波分析和LCL滤波器设计

摘要：分析三电平逆变器并网运行时的电流瞬态过程，得纹波电流的最大脉动。求分析了ＬＬ滤波器的滤波原Ｃ
理，明在相同的滤波效果下，Ｃ证ＬＬ滤波器的总电感约为Ｌ滤波器电感的１３／。根据功率条件和纹波抑制要求，确定Ｌ型滤波器的电感量，而确定ＬＬ型滤波器的总电感。满足滤波要求前提下，桥臂电流谐波含量尽从Ｃ在使
ｔｎｕｔｎｅｏＣＬｆｔｒＷｈｌａｉｆｉｇｔｅｆｔｒｅｅｔｃｎｅｔｒｃｒｅｔｈｒｏｉｓｒｄｃｄａｏｓｐｓｉｌｏｉｄｃａｃｆＬｌ．ｉｓｔｙｎｈｉｅｆｃ，ｏｖｒｕｒｎａｉｅｅｓｌｅｍｎｃｉｅｕｅｓｌｗａｏｓｂｅｔｅｅｍｉｅｉｄｃａｃａｉｎａａｉｎｅＴｅｓｌｔｎａｄｅｐｒｎｅｔｙｔｉｅｉｎｓｈｍｅｉｆａｉｌ．ｏｄｔｒｎｎｕｔｎｅｒｔａｄｃｐｃｔｃ．ｉａｉｎｘｅｍｅｔｔｓｉｈｓｄｓｇｃｅｓｅｓｂｅｏａｈｍｕｏｉｆＫｅｗｏｄｔｒｅｌｖｌｃｎｅｔｒｉｌｒｎｕｔｎｅｒｔｙｒｓ：ｈｅｅｅｏｖｒ；ｆｔ；ｉｄｃａｃａｉｅｅｏ；ｃｒｅｔｈｒｏｉｕｒｎａｍｎｃ
ｕｔｎｏｔｅｓｍｆｃ．ｃｏｄｇｔｐｗｒｃｎｉｏｎｐｌｒｅｔｎｉｕｔｎｅｏＬｆｔｓｄｔｒｎｄＳｓａｏｆｈａｅｅｅｔｃｒｉｏｏｅｏｄｔｎａｄｒｐｅｃｉ，ｄｃａｃｆｌｒｉｅｍｉｅ，ＯａｉｆＡｎｉｉｅｊｏｎｉｅｅ

变频电源网侧LCL滤波器的设计

Ｙａｏｙａｎｇ
（ＮａｖａｌＭｉｌｉｔａｒｙＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅＯｉｃｆｅＳｔａｔｉｏｎｅｄｉｎ４３ｌＦａｃｔｏｒｙ，Ｈｕｌｕｄａｏ１２５００４，Ｃｈｉｎａ）

中图分类号：ＴＭ３０１．２文献标识码：Ａ文章编号：１００８－７２８１【２０１４】０５－００３７－００２
ＤｅｓｉｇｎｏｆＮｅｔｗｏｒｋ－ＳｉｄｅＬＣＬＦｉｌｔｅｒｏｆＶａｒｉａｂｌｅ－ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙ
摘要介绍了变频器输入端专用型ＬＣＬ滤波器的性能：可以在较小的总电感条件下实现滤
波功能，而且动态性能良好。并提出其设计原则主要归结为进线总电阻感的选择和滤波电容的选
择，通过设定变流器侧允许最大纹波电流，滤波器吸收的最大无功功率和电网侧允许最大纹波电
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｓｐｅｃｉａｌＬＣＬｉｌｆｔｅｒｉｎｉｎｐｕｔｔｅｒｍｉｎａｌｏｆ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｔｅｒ，ｉ．ｅ．ｔｈｅｉｌｆｔｅｒｃａｎｒｅａｌｉｚｅｉｌｆｔｅｉｎｒｇｆｕｎｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｍａｌｌｅｒｔｏｔａｌｉｎｄｕｃｔａｎｃｅａｎｄｈａｓｇｏｏｄｄｙｎａｍｉｃｐｅｆｏｒｒｍａｎｃｅ．Ｉｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｉｎｒｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｉｌｆｔｅｒｉｓｍａｉｎｌｙｅｘｐｒｅｓｓｅｄｉｎｓｅｌｅｃｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｔｏｔａｌｉｎｃｏｍｉｎｇｉｎｄｕｃｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｉｆｌｔｅｉｎｒｇｃａ — ｐａｃｉｔａｎｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｅｔｔｉｎｇａｌｌｏｗａｂｌｅｍａｘｉｍｕｍｉｐｒｐｌｅｃｕｒｒｅｎｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｍｅｒｒｓｉｄｅ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒａｂｓｏｒｂｅｄｂｙｉｆｌｔｅｒａｎｄｔｈｅａｌｌｏｗａｂｌｅｍａｘｉｍｕｍｒｉｐｐｌｅｃｕｒｒｅｎｔａｔｐｏｗｅｒｇｉｄｒｓｉｄｅａｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｉｎｄｕｃｔａｎｃｅａｎｄｉｌｆｔｅｉｎｒｇｃａｐａｃｉ — ｔａｎｃｅａｔｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｉｄｅａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｉｎｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓｉｄｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＶａｉａｒｂｌｅ — ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；ｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓｉｄｅ；ＬＣＬｉｌｆｔｅｒ；ｔｏｔａｌｉｎｃｏｍｉｎｇｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ；ｉｌｆｔｅｉｎｒｇｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ

三电平逆变器开关纹波与lcl滤波电感的关系

三电平逆变器开关纹波与lcl滤波电感的关系Switching Ripple in Three-Level Inverters and the Relationship with LCL Filter InductanceAs power electronics technology continues to advance,three-level inverters have gained popularity due to their advantages over traditional two-level inverters. One of the key considerations in the design and operation of three-level inverters is the presence of switching ripple. The switching ripple refers to the fluctuation or oscillationin voltage or current waveforms that occur during the switching process.我的主题是：三电平逆变器开关纹波与LCL滤波电感之间的关系随着功率电子技术的不断发展，三电平逆变器因其相较于传统二电平逆变器的优势而受到越来越多的关注。

在设计和运行三电平逆变器时，一个关键的考虑因素就是开关纹波的存在。

开关纹波指的是在开关过程中电压或电流波形出现的波动或振荡。

Switching ripple is an inherent characteristic of power electronic systems that results from the commutationprocess of the semiconductor switches. In three-level inverters, it manifests as high-frequency components superimposed on the desired low-frequency output waveform. The presence of switching ripple can lead to several undesirable effects such as increased harmonic distortion, increased stress on components, and decreased overallsystem efficiency.开关纹波是功率电子系统固有的特性，它源于半导体开关的换向过程。

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势。所以有必要对多电平变换器ＬＬ滤波器进行Ｃ
深入研究。
本文以三电平ＰＷＭ整流器为研究对象，传在
统ＬＬ滤波器参数设计以及稳定性控制的基础上，Ｃ提出了三电平电压型ＰＷＭ整流器网侧ＬＬ滤波器Ｃ
感以及阻尼电阻的设计与两电平ＬＬ滤波器Ｃ
基本一致，大的不同之处在于整流器侧电感的最设计，要考虑由于电平增加带来的电流脉动变化需
对滤波电感的影响。下面按照步骤设计三电平ＬＬＣ
证了滤波器的优良性能。关键词：电压型ＰＷＭ整流器；ＬＬ滤波器；三电平Ｃ
中图分类号：Ｍ４Ｔ６文献标识码：Ａ文章编号：１０．０６２１）１０５－４０３３７（０２Ｏ —０６０
设计方案，并通过仿真和实验验证了所提出方案的
正确性。
２三电平ＬＬ滤波器参数设计Ｃ
图１Ｌ滤波器和ＬＬ滤波器幅频响应比较Ｃ
Ｆｉ．１Ｃｏｇｍｐａｉｏｆａｐｉｅｆｅｕｎｃｅｓｏｅｒｓｎｏｍｌｔｕｄ－ｑｅｙｒｐｎｓｒ
ＩＬ滤波器是一个三阶的滤波系统，网侧电，Ｃ由
感Ｌ，波电容Ｃ，流器侧电感￡组成。比较Ｌ滤整
的问题，不少学者都提出了自己的解决方案，而，然当前关于ＬＬ滤波器的研究都是针对两电平变换Ｃ
波器，ＣＬＬ滤波器具有成本低，积小，流器动态响应快等优点。然而，体整目前关于ＬＬ滤波器的Ｃ
研究都是针对两电平变换器进行的，多电平变换器鲜有涉及。本文以三电平Ｐ对ＷＭ整流器为研究对象，出了适用于三电平Ｐ提ＷＭ整流器ＬＬ滤波器的设计方法，Ｃ并通过Ｓｍｕｉｋ仿真和实验验ｉｌｎ
Ｊｎ．２２ａ０１
三电平ＰＷＭ整流器网侧ＬＬ滤波器设计Ｃ
刘超，赵争鸣，鲁挺
（电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室，清华大学电机工程与应用电子技术系，北京１０８）００４
摘要：采用ＬＬ滤波器代替Ｌ滤波器对入网电流进行滤波已成为变换器并网的趋势，对于Ｌ滤Ｃ相
基金项目：国家自然科学基金资助项目（０３０２５７７０）
作者简介：刘
超（９６）男，湖北籍，士生，究方向为三电平Ｐ１８一，硕研ＷＭ整流器网侧ＬＬ滤波器；Ｃ
赵争鸣（９９）男，南籍，教授，究方向为大容量电力电子变换器与太阳能光伏并网。１５一，湖研
器的，多电平变换器鲜有涉及。而多电平变换器对
滤波器与ＬＬ滤波器的幅频响应可以发现，ＣＣＬＬ滤波器高频衰减快，并且存在谐振点。
由于主开关管承压小，交流电压电流谐波含量小，开关器件承受应力小等优点在高压大容量领域颇具优
第１期
刘超，：三电平Ｐ等ＷＭ整流器网侧ＬＬ滤波器设计Ｃ
５７
对于三电平ＬＬ滤波器，波电容Ｃ，侧电Ｃ滤，网
压源短路）相当于电感。网侧电感被短路；，与同时忽略电感与网侧电感上的压降，于是，滤
第３卷第１期１
２１０２年１月
电工电能新技术
ＡｄａｃｄＴｅｈｎｌｇｆＥｌБайду номын сангаасｃｒｃｌＥｎｉｅｒｎｎｄＥｎｒｙｖｎｅｃｏｏｙｏｅｔｉａｇｎｅｉｇａｅｇ
Ｖｏ．１３１．Ｎｏ１．
１前言
采用ＬＬ滤波器代替Ｌ滤波器对入网电流进Ｃ
从图１也可以看出设计ＬＬ滤波器的两个关Ｃ
键要素，一是要合理设计ＬＬ滤波器参数 ’ ，开Ｃ让关频率落在ＬＬ滤波器衰减较快的区段，是要消Ｃ二除ＬＬ滤波器的谐振尖峰Ｃ稳定性控制。
ＬＬ滤波器参数设计这部分内容主要包括确定Ｃ
网侧电感Ｌ，滤波电容Ｃ，流器侧电感Ｌ以及阻整，
ｂｔｅｎＬ．ｉｅｎｅｗｅｆｌｒａｄＬＣＬ— ｌｅｔｉｆｔｒ
尼电阻尺的大小。
收稿日期：２１－３１０１ —４０
关于ＬＬ滤波器的参数设计以及稳定性控制Ｃ
行滤波已成为当前研究热点，对于传统Ｌ滤波相
器，ＣＬＬ滤波器具有成本低，积小，流器动态响体整
应快等优点。
，ＬＬ滤波器进行对Ｃ