滤波电感一般采用铁氧体材料,它可以方便地与穿心电容组合起来,形成复合滤波器,在高性能滤波器中,也采用线绕电感。但需注意,铁氧材料在大电流下会发生磁饱和,降低滤波器效能。
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,输出电流与网压同频相同。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:
① 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。
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