三电平PWM整流器网侧LCL滤波器设计
深入 研 究 。
本 文 以三 电 平 Ｐ ＷＭ 整 流 器 为 研 究 对 象 ， 传 在
统 Ｌ Ｌ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 Ｐ ＷＭ 整 流器 网侧 Ｌ Ｌ滤波 器 Ｃ
感 以及 阻尼 电阻 的设 计 与两 电平 Ｌ Ｌ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 Ｌ Ｌ Ｃ
证 了 滤 波 器 的 优 良性 能 。 关 键 词 ：电 压 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器 ；Ｌ Ｌ滤 波 器 ；三 电 平 Ｃ
中 图分 类 号 ： Ｍ４ Ｔ ６ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：１０ ．０ ６ ２ １ ） １０ ５ －４ ０ ３３７ （ ０ ２ Ｏ —０ ６０
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 Ｌ Ｌ 滤 波 器 参 数 设 计 Ｃ
图 １ Ｌ滤 波 器 和 Ｌ Ｌ滤 波 器 幅 频 响 应 比较 Ｃ
Ｆｉ ．１ Ｃｏ ｇ ｍｐａ ｉｏ ｆａ ｐ ｉ ｅ ｆｅ ｕ ｎｃ ｅｓ ｏ ｅ ｒｓ ｎ ｏ ｍ ｌｔ ｕｄ － ｑ ｅ ｙ ｒ ｐ ｎｓ ｒ
Ｉ Ｌ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 Ｌ Ｌ滤 波 器 的 研 究 都 是 针 对 两 电平 变 换 Ｃ
波 器 ，Ｃ Ｌ Ｌ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 Ｌ Ｌ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 Ｌ Ｌ滤波 器的设 计 方法 ， Ｃ 并通过 Ｓｍｕｉｋ仿 真和 实验 验 ｉ ｌ ｎ
Ｊ ｎ．２ ２ ａ ０１
三 电平 Ｐ ＷＭ 整 流 器 网侧 Ｌ Ｌ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 １ ０ ８ ） ００４
摘要 ：采 用 Ｌ Ｌ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（ ０ ３ ０２ ５７ ７ ０ ）
作 者 简 介 ：刘
超 （ ９６ ） 男 ，湖 北 籍 ， 士 生 ， 究 方 向 为 三 电 平 Ｐ １８ 一 ， 硕 研 ＷＭ 整 流 器 网侧 Ｌ Ｌ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 Ｌ Ｌ滤 波器 的 幅频 响 应 可 以发 现 ， Ｃ Ｃ Ｌ Ｌ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 Ｌ Ｌ滤 波器设 计 Ｃ
５ ７
对 于 三 电 平 Ｌ Ｌ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
２１ ０ ２年 １月
电 工 电 能 新 技 术
Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｆＥｌБайду номын сангаасｃｒｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎｄ Ｅｎ ｒ ｙ ｖ ｎ ｅ ｃ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｔｉ ａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ａ ｅ ｇ
Ｖｏ ． １ ３１． Ｎｏ １ ．
１ 前 言
采 用 Ｌ Ｌ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 Ｌ Ｌ滤 波 器 的 两 个 关 Ｃ
键要 素 ， 一是 要合 理 设计 Ｌ Ｌ滤 波器 参 数 ’ ， 开 Ｃ 让 关频 率 落在 Ｌ Ｌ滤波 器衰 减较 快 的 区段 ， 是 要 消 Ｃ 二 除 Ｌ Ｌ滤 波 器 的谐 振 尖 峰 Ｃ 稳定 性控 制 。
Ｌ Ｌ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 ，
ｂ ｔ ｅｎ Ｌ．ｉ ｅ ｎ ｅｗｅ ｆｌ ｒａ ｄ ＬＣＬ— ｌｅ ｔ ｉ ｆｔｒ
尼 电阻 尺 的大小 。
收 稿 日期 ：２ １ －３ １ ０ １ —４ ０
关 于 Ｌ Ｌ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 ，Ｃ Ｌ Ｌ滤波 器 具 有成 本 低 ， 积 小 ， 流 器 动 态 响 体 整
应 快等 优点 。
， Ｌ Ｌ滤 波 器进 行 对 Ｃ
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 ：Ｎ １ Ｔ７３ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０ １０ （０ ２ ０ — ０ ５ ０ １０ — ０ Ｘ ２ １） ９ ０ ５ — ３
流 侧 采 用 Ｌ Ｌ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 ∞ ｔ Ｉ－ｄ ｄ
第４ ６卷 第 ９期
２１ ０ ２年 ９ 月
电力 电子技 术
Ｐ ｗｅ ｌｃ ｒ ｎｃ ｏ ｒＥ ｅ ｔｏ ｉｓ
Ｖｏ． ６，Ｎ ． １ ４ ｏ９ Ｓ ｐ ｅ ｅ ０ ２ ｅ ｔ ｍｂ ｒ １ ２
三 电平变流器 Ｌ Ｌ滤波器设计 Ｃ
王 继 忠 。丁 冠 舒
（ 中国矿业 大学 ，江苏 徐州 ２ １０ ） ２ ０ ８
时 ， 足 瞬态 电流 跟 踪 要 求 的 电感 设 计 。 满 图 ５示 出 电流 过 零 （ ｔ Ｏ 处 附 近 。 个 Ｐ ｔ＝ ） 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 ≤ｔ ｓ Ｏ且
摘要 ： Ｃ Ｌ Ｌ滤波器 在 当今 电力 电子装 置中 广泛应 用 ， 而 Ｌ Ｌ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
关 键 词 ：三 电平 ；Ｌ Ｌ滤 波 器 ；虚拟 阻尼 Ｃ
Ｄ ｉ ０ ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ ６ ３ ．２ １ ． ０ ．０ ４ ｏ ：１ ．３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ０— １ ３ ０ ２ ３ ０ ｓ
中图分类号 ：Ｔ ７ ４ Ｎ ８
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ６ ３ （０ ２ ０ ０ ２ ０ ００— １ ３ ２ １ ）３— ０ ０— ４
较低 时 Ｌ滤 波 器难 以满 足滤 波要 求 ，此 时 采用 Ｌ Ｌ Ｃ
收 稿 日期 ：０ ２— ４—１ ２１ ０ ７
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 Ｌ Ｌ滤波器设计研究 Ｃ
ｓｎ ｌ ｉ ｇ ｅ Ｌ，ｔ ｅ ｓｍｕ ａｉ ｎ ｖ ｒ ｅ ｈ ｅ ｉｎ ｔｏ ｅ ｓｂ ｅ ｈ ｉ ｌｔｏ ｅ ｆ ｓｔ ｅ ｄ ｓｇ ａｉ ｎ ｆ ａ ｉ ｌ ． ｉ ｉ
Ｋｅ ｗｏ ｄｓ：ｔ ｒｅ —ｌ ｖ ｌ ｙ ｒ ｈｅ ｅ ｅ ；ＬＣＬ ｆｌ ｒ ｉｔａ ｍｐ ｎ ｔ ；ｖｒｕ ｌｄａ ｉ ｇ ｉ ｅ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ ＬＣＬ ｌｅ ｆＴｈｒ ｅ—ｌｖ ｌＰＷ Ｍ ｃ ｉ ｅ Ｆｉｔ ｒ ｏ ｅ ｅ ｅ Ｒｅ ｔｆ ｒ ｉ
Ｍ Ａ ａ — ｆ ｎｇ ＣＨ ＥＮ Ｘｉ ｏ ｅ ， Ｌｉ— ｐｉ ｇ ｎ
网侧PWM整流器LCL输出滤波器优化设计
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 ： Ｐ ＷＭ 整流 器 ； Ｌ Ｃ Ｌ滤波 器； 参数设 计
ｉ ｓ ｒ ｅ ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｄ ． ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｌ ｉ ｄ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｉ ｓ ｍｅ ｈｏ ｔ ｄ ｉ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｐ Ｗ Ｍ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ； ＬＣＬ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ； ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
ＨＵＡＮＧ Ｈｕ ｉ ｘ ｉ ａ ｎ ，ＸＵ Ｒｏ ｎｇ ． Ｏｐｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ＬＣＬ ｏ ｕ ｔ ｐｕ ｔ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ － ｓ ｉ ｄｅ ＰＷ Ｍ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ． Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
ａ ｍｐ ｌ ｉ ｔ ｕ ｄ ｅ ａ ｔ ｔ ｅ ｎ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｒ —ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｂ ｅ ｗｅ ｔ ｅ ｎ ｇ ｒ ｉ ｄ ． ｓ ｉ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ － ｓ ｉ ｄ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ． ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｒ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｎｃ ｙ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉｇ ｆ ｕ ｒ ｅ ｓ ． Ｔｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ
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 Ｌ Ｌ滤波器 的滤波 原 Ｃ
理 ， 明在 相 同 的 滤 波 效 果 下 ，Ｃ 证 Ｌ Ｌ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 Ｌ Ｌ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
ｔ ｎ ｕ ｔｎ ｅ ｏ ＣＬ ｆ ｔｒＷ ｈ ｌ ａｉｆｉ ｇ ｔ ｅ ｆ ｔｒ ｅ ｅ ｔ ｃ ｎ ｅｔ ｒ ｃ ｒｅ ｔ ｈ ｒ ｏ ｉ ｓ ｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｏ ｓ ｐ ｓ ｉｌ ｏ ｉｄ ｃ ａ ｃ ｆ Ｌ ｌ ． ｉ ｓ ｔ ｙｎ ｈ ｉ ｅ ｆ ｃ ， ｏ ｖ ｒ ｕ ｒ ｎ ａ ｉ ｅ ｅ ｓ ｌ ｅ ｍ ｎｃ ｉ ｅ ｕ ｅ ｓ ｌｗ ａ ｏ ｓｂ ｅ ｔ ｅｅ ｍｉ ｅ ｉ ｄ ｃ ａ ｃ ａ ｉ ｎ ａ ａ ｉ ｎ ｅ Ｔ ｅ ｓ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ｅ ｔ ｙ ｔｉ ｅ ｉｎ ｓ ｈ ｍｅ ｉ ｆ ａ ｉ ｌ ． ｏ ｄ ｔ ｒ ｎ ｎ ｕ ｔｎ ｅ ｒ ｔ ａ ｄ ｃ ｐ ｃｔ ｃ ． ｉ ａ ｉ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔｔｓｉ ｈ ｓ ｄ ｓｇ ｃ ｅ ｓ ｅ ｓｂｅ ｏ ａ ｈ ｍｕ ｏ ｉ ｆ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｔ ｒ ｅ ｌｖ ｌ ｃ ｎ ｅ ｔｒ ｉｌ ｒ ｎ ｕ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔ ｙ ｒ ｓ：ｈ ｅ ｅ ｅ ｏ ｖ ｒ ；ｆ ｔ ；ｉ ｄ ｃａ ｃ ａｉ ｅ ｅ ｏ；ｃ ｒｅ ｔｈ ｒ ｏ ｉ ｕ ｒ ｎ ａ ｍ ｎｃ
ｕ ｔ ｎ ｏ ｔｅ ｓｍ ｆ ｃ． ｃ ｏｄ ｇｔ ｐ ｗ ｒｃ ｎ ｉｏ ｎ ｐ ｌ ｒ ｅ ｔ ｎ ｉ ｕ ｔｎ ｅ ｏ Ｌ ｆｔ ｓｄ ｔｒ ｎ ｄ Ｓ ｓ ａ ｏ ｆ ｈ ａ ｅ ｅ ｅ ｔ ｃ ｒｉ ｏ ｏ ｅ ｏ ｄｔ ｎ ａ ｄ ｒ ｐ ｅ ｃｉ ， ｄ ｃａ ｃ ｆ ｌ ｒｉ ｅ ｍｉｅ ，Ｏ ａ ｉ ｆ Ａ ｎ ｉ ｉ ｅ ｊ ｏ ｎ ｉｅ ｅ
变频电源网侧LCL滤波器的设计
（ Ｎ ａ ｖ ａ ｌ Ｍｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｒ ｙ Ｒ ｅ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｏ ｉｃ ｆ ｅ Ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｄ ｉ ｎ ４ ３ ｌ Ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ， Ｈ ｕ ｌ ｕ ｄ ａ ｏ １ ２ ５ ０ ０ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
中图分类号 ： Ｔ Ｍ３ ０ １ ． ２ 文献标识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８ － ７ ２ ８ １ 【 ２ ０ １ ４ 】 ０ ５ － ０ ０ ３ ７ － ０ ０ ２
Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ－ Ｓｉ ｄｅ ＬＣＬ Ｆｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｏ ｆ Ｖａ ｒ ｉ ａ ｂｌ ｅ － Ｆｒ ｅ ｑｕ ｅ ｎｃ ｙ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｓ ｕｐ ｐｌ ｙ
摘 要 介绍 了变频器输 入端 专用型 Ｌ Ｃ Ｌ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
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｌ ＣＬ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｉ ｎ ｐ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ
ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｔ ｅ ｒ ，ｉ ． ｅ ．ｔ ｈ ｅ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｆ ｕ ｎ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｕ ｎ ｄｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｍａ ｌｌ ｅ ｒ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｓ ｇ ｏ ｏ ｄ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ．Ｉ ｔ ｉ ｓ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｐ ｉｎ ｒ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｌ ｙ ｅ ｘ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｃ ａ — ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ．Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｌ ｌ ｏ ｗａ ｂ ｌ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｉｐ ｒ ｐ ｌ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｍｅ ｒ ｒ ｓ ｉ ｄ ｅ， ｔ ｈ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｂ ｅ ｄ ｂ ｙ ｉ ｆ ｌ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｌ ｌ ｏ ｗａ ｂｌ ｅ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ｒ ｉ ｐ ｐ ｌ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｉｄ ｒ ｓ ｉ ｄ ｅ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ — ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ａ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｒ ｓ ｉ ｄ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ｓ ｉ ｄ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ Ｖａ ｉａ ｒ ｂｌ ｅ — ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ； ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ｓ ｉ ｄ ｅ； Ｌ ＣＬ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｒ ； ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ； ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｉｎ ｒ ｇ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
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。
三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器
2007年9 月电工技术学报Vol.22 No.9 第22卷第9期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Sep. 2007三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器陈瑶金新民童亦斌（北京交通大学电气工程学院北京 100044）摘要提出一套三相电压型PWM整流器网侧LCL滤波器的设计方法。
与传统的L滤波器相比，该设计可以降低电感量，提高系统动态性能，降低成本。
在中大功率应用场合，其优势更为明显。
在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上，给出了设计实例，并对所设计的LCL 滤波器进行了仿真和实验验证。
实验结果表明，经过LCL滤波，系统在保证网侧高功率因数的同时电流谐波成分大为削弱，从而验证了该设计方案的优越性。
关键词：LCL滤波器三相电压型PWM整流器谐波分析功率因数中图分类号：TM48Grid-Side LCL-Filter of Three-Phase Voltage Source PWM RectifierChen Yao Jin Xinmin Tong Yibin（Beijing Jiaotong University Beijing 100044 China）Abstract A design method for the grid-side LCL-filter of three-phase voltage source PWM rectifier is presented, which allows to use reduced values of inductance, improve system dynamic performance and reduce cost compared to traditional L-filter. These advantages are even more attractive in middle and high power applications. In this paper, the design criterion and calculation procedures are introduced in detail. A design example is reported, and the obtained LCL-filter is realized and tested by simulation and experiments. Experimental results show that the obtained LCL-filter can provide sufficient attenuation of current harmonics and meanwhile ensure a high grid-side power factor. The advantages of this design method are demonstrated.Keywords：LCL-filter, three-phase voltage source PWM rectifier, harmonic analysis, power factor1引言三相电压型PWM整流器（三相VSR）因其能够同时控制直流电压和网侧功率因数而被广泛应用于电机驱动、蓄电池充放电控制和并网发电等场合[1-3]。
基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器的研究
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
将固定开关频率、滞环及空间矢量控制相结合的趋势[12]，从而其在大功率有源滤波等 需快速电流响应场合获得优越的性能。 PWM 整流器拓扑结构可分为电流型和电压型两大类。根据装置功率的不同，研 究的侧重点不同。在小功率场合，研究集中在减少功率开关和改进直流输出性能上。 J.J.Shieh 等对四开关三相电压型 PWM 整流器进行了建模与分析[13]。一般 Boost 型变 换器直流侧电压大于交流侧电压峰值，有学者对拓扑结构进行了改造以实现降压功能
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1.1 PWM 整流器的产生背景
绪 论
随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中添加了大量的非线性负载，引 起电网电压、电流的畸变，导致电力污染。其中无功和谐波是最主要的两大污染。 电网无功的负作用主要体现在降低了发电、 输电设备的利用率， 增加了线路损耗。 无功还使线路和变压器的电压降增大。如果是冲击性无功负载，还会使电网电压产生 剧烈波动，严重影响供电质量。 至于谐波，它对公用电网的影响更为严重。尽管人们很早就注意到谐波问题，但 只到电力电子设备大泛围普及使用时，它的危害才充分显示出来。谐波会增加公用电 网的附加输电损耗，降低发电、输电设备的利用率；会对周围的环境产生电磁干扰影 响，甚至严重影响用电设备的正常工作；同时，谐波容易使电网产生局部的并联或串 联谐振，而谐振导致的谐波放大效应又进一步恶化和加剧了上述问题[2]。 可见无功和谐波是对公用电网和其它电气设备的影响十分严重。如何抑制和消除 谐波已成为一个世界范围内令人关注的课题。 为了补偿无功和抑制谐波，直接的方法是采用无功补偿器和消除谐波的滤波器， 可以分为无源和有源补偿两种措施。 无源滤波的基本原理是利用电容器提供的超前无功电流补偿电网的滞后无功；利 用电感、电容构成的滤波器或陷波器，吸收电网的谐波。无源滤波器在实际得到了大 量的应用，但是存在明显的缺陷，如对负载变化的适应性差，动态响应慢等。 随着电力电子技术的发展，一方面产生了谐波问题。另一方面，由于电力电子器 件对电能控制的方便性、快速性和灵活性，它本身又提供了解决办法。这就产生了由 电力电子器件构成的有源无功、谐波补偿装置。 整流装置是谐波主要的来源，因此有必要研制高功率因数，低谐波整流器以消除 谐波源。在七十年代，有人尝试将 PWM 技术引入整流领域，并取得了良好的效果。