濾波電感一般采用鐵氧體材料,它可以方便地與穿心電容組合起來,形成復(fù)合濾波器,在高性能濾波器中,也采用線繞電感。但需注意,鐵氧材料在大電流下會發(fā)生磁飽和,降低濾波器效能。
在全橋逆變器中,輸出濾波電感是一個關(guān)鍵性的元件,并網(wǎng)系要要求在逆變器的輸出側(cè)實現(xiàn)功率因數(shù)為1,波形為正弦波,輸出電流與網(wǎng)壓同頻相同。因而,電感值選取的合適與否直接影響電路的工作性能。對電感值的選取,可以從以下兩個方面來考慮:
① 電流的波紋系數(shù) 輸出濾波電感的值直接影響著輸出紋波的大小,由電感的基本伏安關(guān)系可得: ?。?-14) 其中電感兩端電壓,考慮到當(dāng)輸出電壓處于峰值附近,即時,輸出電流波紋最大,設(shè)此時開關(guān)周期為T,占空比為D,則有下式: (5-15) 另外,根據(jù)電感的伏秒平衡原理,我們可以得到, (5-16) 于是求得, ?。?-17) 從(5-15)、(5-16)式可得, ?。?-18) 在本系統(tǒng)中,開關(guān)管的工作頻率取電流波紋系數(shù)則由式(5-18)計算可: 因此,要保證實際電流紋則濾波器電感滿足。 ?、趶哪孀兤鞯氖噶咳切侮P(guān)系可知, ?。?-19) 于是,它們的基波幅值滿足下式 ?。?-20) 由正弦脈寬調(diào)制理論可知, (5-21) 其中,為調(diào)制比,且從而: ?。?-22) 于是,我們可以得到下式: 綜上,濾波電感的取值范圍為。在實際設(shè)計過程中,由于電感的體積、成本等因素的影響,一般只需考慮電感的下限值,即取稍大于下下至即可。另外需要特別指出的是,以上的計算是建立在額定輸出電壓,即的基礎(chǔ)上,考慮到實際情況下網(wǎng)壓的波動范圍,在設(shè)計電感時最終選取電感值,電感的額定電流為。 1.輸入電容的設(shè)計 假設(shè)電網(wǎng)電壓和電網(wǎng)的電流只含有基波分量并且相同,則注入到電網(wǎng)的瞬時功率為: (5-24) 其中是注入電網(wǎng)的平均功率,是角頻率,是時間。
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