2外文翻译(6)

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相位变换电路把相位变换90°，然后再乘以负载电流;乘积被送到一个低通滤波器获得负载的无功功率。由于直流母线电压是不变的和谐波抑制的优先级高于有源电力滤波器补偿无功功率，补偿无功功率必须被限制。因此，一个限制电路是用来限制补偿无功功率。限制电路的极限值是变化的，取决于一些补偿的谐波电流。在没有负荷或轻负荷条件下，一些补偿的谐波电流很小，限制电路的值很大。这意味着电力转换器在这个条件可提供大量无功功率。尽管限制电路的值在重负载条件下几乎接近于零。这意味着最大无功功率是这个条件下提供给串联的电感器和电容器组的无功功率。电源电压和限制电路的输出被送到一个乘法器来获得第五个控制回路的输出。 最后，调制信号可通过第一次，第二次，第三次，第四次和第五次控制回路的输出相加得到。然后，调制信号被送到一个脉宽调制器，来驱动电力转换器的电力电子设备。

5 实验结果

为了证明该新型有源电力滤波器的能力，开发出一个三相20KVA原型。原型的主要参数如表1所示。有功功率是由一个三相三线系统运行在380V，60Hz条件下提供的。该新型有源电力滤波器和常规并联型有源电力滤波器的比较如表2所示。因为串联的电感器和电容器组的电感只有200H，铁芯可以用来降低功率损耗，重量和体积。因此，该新型有源电力滤波器的体积和重量显然比常规并联型有源电力滤波器要小。此外，由于直流电容器和电力电子器件的电压等级低，滤波器电感值小，整体系统尺寸小，硬件成本也大大减少。测试的负荷是一个六脉冲整流充电器。 表1 ：原型的主要参数

表2 ：比较结果

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Fig. 7 新型有源电力滤波器在稳态下的测试结果

a 电源电压 b 电源电流 c 负荷电流

d 有源电力滤波器电流 图7显示了该新型有源电力滤波器在稳定状态下实验结果。曲线7C所示的负载电流谐波较多

及总谐波失真(THD)是26％。电源电流的波形如图7b所示，接近于正弦波，其总谐波失真在提供的有源电力滤波器补偿后只有3％。测试结果表明，该新型有源电力滤波器的谐波抑制能力是非常好的。

图8显示了该新型有源电力滤波器在非线性负载瞬态运行下的试验结果。由曲线8b可以发现该新型有源电力滤波器具有良好的瞬态响应。

在一个工业配电系统中，涡轮发电机是常常被用于后备电源。然而，气轮发电机组的电源可以被视为一个弱电源，因为气轮发电机组的容量不够大。该弱电源的系统阻抗非常大，电源电压在非线性负载条件下将明显退化。实验结果显示在大的系统阻抗条件下可得到图9和图10。一个0.6mH的电感器插入到应用电力馈线来模拟大的系统阻抗条件。图9可以发现，由于非线性负载，电压波形严重扭曲。电源电压和电流的总谐波失真分别为9％和39％ 。扭曲的电源电压可能扰乱同一电力馈线中电力设备本身和相邻负载的正常运作。图10说明了电压和电流波形接近于正弦在运行的有源电力滤波器中。电压和电流的总谐波失真分别为1.4％和4.9％。因此，这个验证说明该新型有源电力滤波器不仅能抑制输入电流谐波，而且在非线性负载下能避免电压波形畸变。

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Fig. 8 新型有源电力滤波器在非线性负载瞬态运行下的试验结果 a 电源电压 b 电源电流 c 负荷电流

d 有源电力滤波器电流

Fig. 9 在有大系统阻抗条件下没有运行新型有源电力滤波器的测试结果 a 电源电压 b 电源电流

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Fig. 10 在有大系统阻抗条件下运行新型有源电力滤波器的测试结果

a 电源电压 b 电源电流

Fig. 11 新型有源电力滤波器在无负载条件下的测试结果

a 电源电压 b 电源电流

图11显示了该新型有源电力滤波器在无负载条件下运行的实验结果。通过计算电源电压和串联的电感器和电容器组的阻抗可获得最大基波电流。电源电压是380V，有源电力滤波器的基波电流的均方根值在补偿后从15A变成7.2A。这验证了该新型有源电力滤波器可提供可调的无功功率。

6 结论

电力电子设施的输入特征是具有高的谐波电流和低的功率因数。本文提出了一种新型的有源电力滤波器和控制方法。该新型有源电力滤波器可以有效地抑制谐波电流并提供可调的无功功率。它还具有低电压等级的直流电容器和电力电子器件，较小的滤波电感器，尺寸小，重量轻，更好

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的滤波性能和低电磁干扰等优势。一个三相20KVA的有源电力滤波器已经开发出来，以显示本文所提出的控制方法所具有的性能。实验结果表明，该新型有源电力滤波器在抑制谐波电流上具有良好的性能。此外，对于输入是二极管整流器或480v以下低压相控整流器的谐波负载来说，该新型有源电力滤波器的硬件花费是非常有竞争力的。

7 感谢

作者感谢埃布勒电子有限公司在资金上的支持和工程师在硬件实现上的帮助。

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