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滤波电感的滤波电感的设计

英勇的吐司
娇气的冷风
2023-03-01 17:25:56

滤波电感的滤波电感的设计

最佳答案
英勇的冬日
殷勤的小丸子
2025-06-24 19:39:01

在全桥逆变器中,输出滤波电感是一个关键性的元件,并网系要要求在逆变器的输出侧实现功率因数为1,波形为正弦波,输出电流与网压频率相同。因而,电感值选取的合适与否直接影响电路的工作性能。对电感值的选取,可以从以下两个方面来考虑:

电流的波纹系数

输出滤波电感的值直接影响着输出纹波的大小,由电感的基本伏安关系可得:

(5-14)

其中电感两端电压,考虑到当输出电压处于峰值附近,即时,输出电流波纹最大,设此时开关周期为T,占空比为D,则有下式:

(5-15)

另外,根据电感的伏秒平衡原理,我们可以得到,

(5-16)

于是求得,

(5-17)

从(5-15)、(5-16)式可得,

(5-18)

在本系统中,开关管的工作频率取电流波纹系数则由式(5-18)计算可:

因此,要保证实际电流纹则滤波器电感满足。

②从逆变器的矢量三角形关系可知,

(5-19)

于是,它们的基波幅值满足下式

(5-20)

由正弦脉宽调制理论可知,

(5-21)

其中,为调制比,且从而:

(5-22)

于是,我们可以得到下式:

综上,滤波电感的取值范围为。在实际设计过程中,由于电感的体积、成本等因素的影响,一般只需考虑电感的下限值,即取稍大于下下至即可。另外需要特别指出的是,以上的计算是建立在额定输出电压,即的基础上,考虑到实际情况下网压的波动范围,在设计电感时最终选取电感值,电感的额定电流为。

1.输入电容的设计

假设电网电压和电网的电流只含有基波分量并且相同,则注入到电网的瞬时功率为:

(5-24)

其中是注入电网的平均功率,是角频率,是时间。

因此,中间直流侧电压有小的脉动,同时由前述的Boost的光伏阵列的输出电流是在直流之上叠加了一个高频分量。同时雷击等尖峰电压和一些额外的因素引起的波动会对逆变器造成影响。因此有必要设置输入电容,使其与光伏阵列与逆变器之间的导线上的分布电感组成一个低通滤波,使各部分产生的干扰尽量不影响另一部分。

由经验值可得:输入电容的值一般取。

考虑到耐压,我们选取2个的电解电容进行串联。由于电容的串联涉及到均压的问题,采用并联均压电阻的措施。采用每组并联的电容上并联一个电阻,由三个电阻串联组成。

5.3.3功率因数(PF)

当逆变器的输出大于其额定输出的20%,平均功率因数应不小于0.85(超前或滞后),当逆变器的输出大于其额定输出的50%,平均功率因数不应小于0.95(超前或滞后)。

一段时期内的平均功率因数(PF)公式:

………………………………………(5)

式中:

——有功功率;

———无功功率。

注1:在供电机构许可下,特殊设计以提供无功功率补偿的逆变器可超出此限制工作;

注2:用于并网运行而设计的大多数逆变器功率因数接近1。

5.3.5工作频率

逆变器并网时应与电网同步运行。逆变器交流输出端频率的允许偏差为电网额定频率为。

5.3.6直流分量

并网运行时,逆变器向电网馈送的直流电流分量应不超过其输出电流额定值的0.5%或5mA,应取二者中较大值。

5.4.2发射要求

在居住、商业和轻工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射应不超过GB 17799.3规定的发射限制;

连接到工业电网和在工业环境中正常工作的逆变器的电磁发射不应超过GB 17799.3规定的发射限制。

2.3太阳电池阵列输出功率数学模型

本文采用TRW太阳电池阵列输出功率数学模型[3,4]。任意太阳辐射强度和环境温度条件下,太阳电池温度

(21)

设在参考条件下,为短路电流;为开路电压;、为最大功率点电流和电压,则当光伏阵列电压为,其对应点电流为:

(22)

(23)

(24)

考虑太阳辐射变化和温度的影响时,

(25)

(26)

(27)

(28)

其中,、分别为太阳辐射和光电池温度参考值,一般分别取为和为在参考日照下的电流变化温度系数()为在参考日照下的电压变化温度系数();为光伏阵列的串联电阻。

2.4逆变器输出功率数学模型

逆变器输出功率为

(29)

其中,为输出功率;为输入功率;为无载功率;为额定输出功率;为常数,表明输入与输出间的关系,由下式决定

(30)

其中,为逆变器的效率。

最新回答
美好的大船
默默的鱼
2025-06-24 19:39:01

电源线上用于滤波的电感电容通常使用π型滤波器,具体参数的选择要根据你具体应用环境,比如工作频率、噪声频率、截止频率的确定、噪声抑制的强度等等,也要根据EMC测试结果中RE/CE超标点实施调整。通常电感选择mH级,电感两边对称电容可以选择几百到几千uF,一般还会并联一个小电容滤高频,当然就像前面所说,还是要根据你具体实际应用来定。

等待的凉面
伶俐的曲奇
2025-06-24 19:39:01

被滤掉的高频和低频信号不是被消耗掉了,而是不使用,还给了电源(提供方)。任何一个无源器件都可以看做是一个四端口的传递元件,这个元件有两个输入端,有两个输出端。输出/输入 就是所谓的传递函数。那么这里面就有一个问题,比如输入是10V,输出是5V,那么不一定就是说少了的那5V就被这个元件给消耗掉了,电压降低或升高不能决定性的说明这个元件就是耗能的;因为耗能是由电压乘以电流所得的功率决定的。对于滤波器来说,他就像一个门卫,只放过特定的人过去,比如高频或低频。不被放过的不一定就是被这个门卫扣留了,而是说他仅仅就是不让高频通过而已。那么具体这个滤波器损耗掉多少能量,是由功率之差计算得到的。理想的滤波器是没有自身损耗的,也就是说这个门卫是个负责的门卫,不收过路费,合适的通过,不合适的回去。非理想的滤波器是收小费的,执行命令的同时,自己还捞一些。如果是电源质量不行,就会向负载输送垃圾电波,这时负载可能会受到损害,于是人们就会在负载前端放一个前置滤波器,把那些垃圾波反弹回去(这样会伤害电源,不过作为用电者,Who cares)。有时候,一些设备反过来会产生垃圾电波反馈给电网(电源),如果垃圾电波特别严重,供电部门可能就会来找你麻烦,因为这危害到了电网安全和其他用户的用电质量,这时候就需要装一个后置滤波器,防止设备把垃圾电波反传染到电网上。但是如果这部分垃圾波一直在设备内部憋着会憋坏的,所以后置滤波器大多会设计一个路径,把这部分能量送到地上去,或整理成比较好的能量再回馈电网。

秀丽的爆米花
虚拟的毛巾
2025-06-24 19:39:01
在大电流的情况下,由于负载电阻RL很小。若采用电容滤波电路,则电容容量势必很大,而且整流二极管的冲击电流也非常大,在此情况下应采用电感滤波。如下图所示,由于电感线圈的电感量要足够大,所以一般需要采用有铁心的线圈。

滤波电路工作原理 当流过电感的电流变化时,电感线圈中产生的感生电动势将阻止电流的变化。当通过电感线圈的电流增大时,电感线圈产生的自感电动势与电流方向相反,阻止电流的增加,同时将一部分电能转化成磁场能存储于电感之中;当通过电感线圈的电流减小时,自感电动势与电流方向相同,阻止电流的减小,同时释放出存储的能量,以补偿电流的减小。因此经电感滤波后,不但负载电流及电压的脉动减小,波形变得平滑,而且整流二极管的导通角增大。 在电感线圈不变的情况下,负载电阻愈小,输出电压的交流分量愈小。只有在RL>>ωL时才能获得较好的滤波效果。L愈大,滤波效果愈好。 另外,由于滤波电感电动势的作用,可以使二极管的导通角接近π,减小了二极管的冲击电流,平滑了流过二极管的电流,从而延长了整流二极管