開關(guān)電源諧波的研究

摘要：為了提高開關(guān)電源電能質(zhì)量，通過高頻大功率整流和逆變開關(guān)電源理論分析可知，開關(guān)電源是影響電能質(zhì)量的主要污染源，同時通過專用諧波測試儀可得，在開關(guān)電源中3次、4次、5次諧波的含量最大，其他高次諧波雖然也存在，但是其能量很低，在抑制時可以忽略，因此在開關(guān)電源中3次、4次、5次諧波是影響系統(tǒng)污染的主要原因。針對開關(guān)電源產(chǎn)生的諧波給電網(wǎng)造成的污染以及影響自身控制系統(tǒng)帶來的危害，設(shè)計出一個通用的三相無源濾波器裝置，該裝置不僅能抑制諧波還能夠提高系統(tǒng)功率因素。通過試驗(yàn)表明，應(yīng)用這種方法能達(dá)到理想的效果，各次諧波的含量低于我國制定的標(biāo)準(zhǔn)，使電網(wǎng)諧波降低，交流紋波成分減少。

0.前言

近年來，隨著電力電子技術(shù)在開關(guān)電源快速的發(fā)展，開關(guān)電源的應(yīng)用在提高系統(tǒng)可靠性和效率方面顯得尤為重要。一方面開關(guān)電源正朝著高頻堯高速堯高靈敏度堯高可靠性堯多功能堯小型化的方向發(fā)展，另一方面，電力電子裝置本身功率容量和功率密度在不斷增大，比如智能電焊機(jī)堯光伏發(fā)電堯變頻器堯伺服控制系統(tǒng)等。然而，出現(xiàn)了一個嚴(yán)重的問題，開關(guān)電源中的大功率開關(guān)管在高頻的開堯關(guān)以及在運(yùn)行時必然會產(chǎn)生高次諧波和電磁干擾穴通過輻射傳播雪注入電網(wǎng)，干擾自身系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

諧波是傳導(dǎo)行的干擾，它已成為許多開關(guān)電源與系統(tǒng)能否在應(yīng)用現(xiàn)場正?？煽窟\(yùn)行的主要障礙之一。歐美國家在1996年已制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并強(qiáng)制嚴(yán)格執(zhí)行，不符合其標(biāo)準(zhǔn)的電氣產(chǎn)品不準(zhǔn)進(jìn)入市場曰我國已在2003年制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并在少數(shù)城市實(shí)行了如果諧波含量超標(biāo)用戶要實(shí)行一定的處罰。因此對諧波的研究尤為重要。

現(xiàn)在國內(nèi)外抑制諧波的方法有無源濾波和有源濾波兩種，雖然有源濾波器在理論上濾波效果較好，但由于其技術(shù)復(fù)雜，成本較高，目前抑制諧波多數(shù)還是采用無源濾波的方法，該方法不僅可以抑制諧波，也有無功補(bǔ)償?shù)淖饔谩?/P>

1 諧波的理論分析

電力電子的器件的開關(guān)特性是強(qiáng)非線性，開關(guān)電源在開、關(guān)和在運(yùn)行時都會產(chǎn)生大量的諧波干擾。

圖1 單相大功率整流電路

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