單周雙極性控制三相功率因數(shù)校正技術(shù)

三相交流電源供電的較大功率變頻空調(diào)日益得到廣泛應(yīng)用,帶來了三相整流器的功率校f問題。在簡要分析三相單開關(guān)部分有源pfc的基礎(chǔ)上,根據(jù)三相三線制、三相四線制供電方式的不同,提出了兩種結(jié)合有源pfc技術(shù)和無源pfc技術(shù)的buck型混合三相有源部分pfc方案,在對其工作原理進(jìn)行簡要分析和仿真分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,所得結(jié)果驗(yàn)證了所提出的三相部分pfc具有電壓與電流應(yīng)力小、效率高、功率因數(shù)高、直流平均電壓較高的特點(diǎn),各種負(fù)載下交流輸入側(cè)的各次諧波電流均滿足iec61000-3-2標(biāo)準(zhǔn),中等負(fù)載以上時(shí)輸入功率因數(shù)高達(dá)0.98。

三相交流電源供電的較大功率變頻空調(diào)的廣泛應(yīng)用,帶來了三相整流器的功率校正問題。根據(jù)三相三線制、三相四線制供電方式的不同,提出了兩種結(jié)合有源pfc技術(shù)和無源pfc技術(shù)的buck型混合三相有源部分pfc方案。在對其工作原理進(jìn)行簡要分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,所得結(jié)果驗(yàn)證了提出的三相部分pfc具有電壓與電流應(yīng)力小、效率高、功率因數(shù)高、直流平均電壓較高的特點(diǎn),各種負(fù)載下交流輸入側(cè)的各次諧波電流均滿足iec61000-3-2標(biāo)準(zhǔn),中等負(fù)載以上時(shí)輸入功率因數(shù)高達(dá)0.98,效率高達(dá)0.98。

介紹了一種電路結(jié)構(gòu)簡單的三電平三相高功率因數(shù)軟開關(guān)ac/dc變換技術(shù),可在實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正的同時(shí),實(shí)現(xiàn)ac/dc功率變換,直接獲得較低直流輸出電壓,并解決了交流側(cè)與直流側(cè)之間的電氣隔離及功率管的高耐壓和軟開關(guān)問題。在介紹主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,分析了功率因數(shù)校正原理和電流斷續(xù)條件,并給出軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件。通過計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了這種功率變換技術(shù)的可行性。

提出了一種新穎的三相cuk型高功率因數(shù)校正電路。在電路拓?fù)渲胁捎萌嗳珮蛘鳂蚝蛦喂芄β书_關(guān)實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)和低諧波電流輸入;同時(shí)在中間儲(chǔ)能電容(過渡電容)上串聯(lián)一電感以及在續(xù)流二極管上并聯(lián)一小電容,使得電路工作在復(fù)合諧振狀態(tài),從而獲得零電流開關(guān)。文章分析了電路的工作原理,仿真驗(yàn)證了理論分析結(jié)果,同時(shí)一個(gè)2kw的試驗(yàn)電路驗(yàn)證了結(jié)論的正確性。該電路具有輸出電壓調(diào)節(jié)范圍寬、功率因數(shù)和效率高等特點(diǎn),具有很好的實(shí)用化前景。

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采用偽相移式全橋零電壓零電流(pps-fb-zvzcs)變換器完成三相功率因數(shù)校正(pfc)和輸出電壓調(diào)節(jié)雙重功能,并能有效抑制直流母線電壓。本文對其進(jìn)行了理論分析、關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明,其最大輸出功率為10kw,功率因數(shù)達(dá)到0.99,輕載時(shí)直流母線電壓小于800v。

提出了一種基于幅相控制、實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)可調(diào)的三相pwm變流器控制方法。通過建立系統(tǒng)低頻數(shù)學(xué)模型,分別在整流和逆變狀態(tài)下,探討系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)、從電網(wǎng)吸收或回饋容性、感性無功功率的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過程。分析了控制角、受控的功率因數(shù)角、最大負(fù)載能力、最大回饋電網(wǎng)電能與調(diào)制深度、負(fù)載、電感量之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)表明,該pwm變流器具有控制簡便、相電流諧波較小等優(yōu)點(diǎn)。

引言熒光燈鎮(zhèn)流器的整流濾波電路(如圖1所示)工作時(shí)會(huì)在電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波。其產(chǎn)生機(jī)理是:交流電壓經(jīng)過整流和電容濾波后,在濾波電容c上得到一個(gè)直流電壓uc。由于uc的存在,在交流輸入電壓的絕對值〡u入〡<uc時(shí),整流電路的所有二極管都處

本文詳細(xì)分析了被動(dòng)式pfc、改進(jìn)型被動(dòng)式pfc、半主動(dòng)式pfc和主動(dòng)式pfc的特點(diǎn),并從變頻空調(diào)實(shí)際使用的條件和行業(yè)的特點(diǎn)出發(fā),提出不同功率等級空調(diào)需要區(qū)別對待選用不同拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)的pfc,以得到最高的性價(jià)比.

為使初學(xué)電工讀者進(jìn)一步了解電能計(jì)量的有關(guān)原理及電流與電壓的相量關(guān)系。對計(jì)量要求不高,三相負(fù)荷較平衡的用戶,可一表兩用,既能測量一段時(shí)間的用電量,又能計(jì)算出這一段時(shí)間的用電功率因數(shù),這樣減少一部分費(fèi)用支出。特寫此文。具體方法同樣用三只單相電表,不過接線方法是三只表的電壓線圈所接電壓進(jìn)行了改變,只有v相未變。

在需要采用三相整流器的中大功率場合，可控或不可控整流電路產(chǎn)生的低功率因數(shù)高諧波含量電網(wǎng)電流導(dǎo)致了電網(wǎng)電壓畸變，增加了配電系統(tǒng)導(dǎo)體、變壓器損耗和中線諧波電流。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，有功率因數(shù)校正的三相整流器越來越受到人們的重視。本文的目的就是介紹三相高功率因數(shù)整流器的進(jìn)展

功率因數(shù)校正(pfc)是治理諧波的一種有效方法。設(shè)計(jì)了一種新型高效單相boost高功率因數(shù)整流器,主電路在傳統(tǒng)的boost電路中加入無源無損軟開關(guān)網(wǎng)絡(luò),在不改變電路原有工作原理、模式的情況下降低了du/dt和di/dt,提高了電路效率?？刂齐娐凡捎胕r1150作為主控芯片,簡化了pfc電路的設(shè)計(jì)并縮小了裝置體積。分析了單周期控制的功率因數(shù)校正原理與無源無損網(wǎng)絡(luò)的工作原理,對高功率因數(shù)整流器的主要模塊進(jìn)行了詳細(xì)分析與設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了一種新型薄銅帶工藝?yán)@制的帶中心抽頭的三點(diǎn)式電感,有效地減小了高頻集膚效應(yīng),改善了boost變換器的開關(guān)調(diào)制波形并降低了磁件溫升。250w的樣機(jī)試驗(yàn)表明,該高功率因數(shù)整流器設(shè)計(jì)合理、性能可靠,功率因數(shù)可達(dá)0.993,實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管開通時(shí)的零電流開通和關(guān)斷時(shí)的零電壓關(guān)斷。

本文敘述了功率因數(shù)校正的基本原理和常用的方法,分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),并在傳統(tǒng)apfc基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了一種應(yīng)用于變頻空調(diào)的新型功率因數(shù)校正控制方法。該控制方法的主要特點(diǎn)是在輸入交流電壓瞬時(shí)值高于輸出直流電壓值時(shí)完全關(guān)斷開關(guān)器件,停止斬波,只有在輸入交流電壓瞬時(shí)值低于輸出直流電壓瞬時(shí)值時(shí)才進(jìn)行斬波;使得系統(tǒng)在獲得比較滿意的功率因數(shù)的同時(shí),降低了對開關(guān)器件的要求,減少了系統(tǒng)損耗。

為了滿足輸入電流諧波限制標(biāo)準(zhǔn),例如iec1000-3-2,在dc-dc變換器前加入一級功率因數(shù)校正變換器作為預(yù)調(diào)節(jié)器。但是對于有保持時(shí)間要求的電源,當(dāng)輸入掉電時(shí),由于受下一級dc-dc變換器占空比變化范圍的限制,預(yù)調(diào)節(jié)器電容上存儲(chǔ)的能量不能全部傳送到輸出端,因此需要較大容量的電容以提供要求的保持時(shí)間。該文提出1種新的預(yù)調(diào)節(jié)器,它可以充分利用預(yù)調(diào)節(jié)器的電容能量,因此在相同的條件下可以減小儲(chǔ)能電容,并且保持電容電壓低于450v。分析了這種變換器的工作原理,并在1個(gè)250w的原理樣機(jī)上進(jìn)行了驗(yàn)證,最后給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

針對傳統(tǒng)開關(guān)電源輸入功率因數(shù)低、諧波含量高、開關(guān)損耗大等缺點(diǎn),提出了一款基于三相雙開關(guān)pfc電路的高功率因數(shù)軟開關(guān)電源。本文研究了三相雙開關(guān)pfc電路的六種工作模態(tài),分析了移相全橋zvspwm變換電路實(shí)現(xiàn)諧振軟開關(guān)的原理,提出一種高功率因數(shù)軟開關(guān)電源實(shí)用電路,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證及電路實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)電路能夠有效提高電源的功率因數(shù),且所有開關(guān)管都工作在軟開關(guān)狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)電路具有高功率因數(shù)、低開關(guān)損耗、設(shè)計(jì)簡單、容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。

在三相四線供電系統(tǒng)中,如果你手頭上沒有無功表,可用一塊三相四線有功電度表,經(jīng)改接后,與另一有功電度表按圖1的電路聯(lián)合接線,可達(dá)到計(jì)算功率因數(shù)的目的。但必須注意:改接的電度表所記錄的數(shù)值既不是三相有功電能值,也不是三相無功千乏值,而是部分有功電能與部分無功千乏值的和。它所記錄的數(shù)值只是作為計(jì)算功率因數(shù)的根據(jù)。改接的原理是:使每相的電流元件中流過的電流與該元件電壓線圈所加的電壓的相位差角為60°—。向量關(guān)系如圖2所示。在三相平衡條件下,設(shè)改接的電度表三個(gè)元件所記數(shù)值為w_10。

在給出非正弦波電流功率因數(shù)的定義基礎(chǔ)上,提出了一種改善變頻空調(diào)器功率因數(shù)的電路,說明其工作原理,并給出了仿真電流波形和電流諧波頻譜波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:改進(jìn)后的變頻空調(diào)器在改善功率因數(shù)方面是有效的,并在實(shí)際中獲得了運(yùn)用

被研究電路簡單而實(shí)用,工作于固定占空比就能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正,不過這種情況下,輸入電流含較多的5、7和11次諧波。往占空比注入6倍次諧波,能顯著減小諧波,但確定各諧波的注入量是個(gè)難點(diǎn)。采用多種算法(含遺傳算法)對諧波注入系數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。經(jīng)對比可知:最簡單迅速的方法是一維搜索;各次諧波的注入系數(shù)和輸入電壓幅值有關(guān),只注入6次諧波效果還不夠理想;此外,所給優(yōu)化結(jié)果是這種電路所能達(dá)到的最佳效果。

三相單開關(guān)boost型功率因數(shù)校正器的分析和設(shè)計(jì)較為繁瑣,簡化模型可使電路的分析和設(shè)計(jì)大為簡化,利用簡化模型對功率因數(shù)校正器進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì),仿真和實(shí)驗(yàn)說明了分析和設(shè)計(jì)的正確性。

根據(jù)三相單開關(guān)功率因數(shù)校正(pfc)電路的工作原理,實(shí)現(xiàn)了專用時(shí)域仿真程序的編制,待求解的微分方程階次低,仿真速度高。通過與通用仿真程序的對比,證明了專用程序的有效性和高速性。

三相單開關(guān)boost型pfc電路,由于工作在不連續(xù)導(dǎo)電模式,分析起來十分繁瑣,設(shè)計(jì)不得不采用“試湊法”。本文根據(jù)電路的工作原理,利用平均法,把原電路簡化成一個(gè)工作于dcm的dc/dc變換器,使主電路的階次由三降為一,簡化模型可用于主電路參數(shù)設(shè)計(jì),線性化處理之后,可在頻域設(shè)計(jì)輸出電壓調(diào)節(jié)器,因此使該類電路的設(shè)計(jì)擺脫“試湊法”。對比性的仿真說明,簡化模型能夠反映原電路的低頻大信號特性。樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)也說明有關(guān)分析正確

為解決目前市場上的led電源功率因數(shù)低、電流諧波大且工作效率低下、電源發(fā)熱量大、易損壞的缺點(diǎn),文中介紹了一種采用反激式拓?fù)涞膯渭壒β室驍?shù)校正led驅(qū)動(dòng)電源.該電源在臨界導(dǎo)通模式下實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)校正和對led燈的恒流驅(qū)動(dòng),電路采用單級pfc結(jié)構(gòu)簡化了電路結(jié)構(gòu),采用零電壓開關(guān)技術(shù)降低了開關(guān)管的開關(guān)損耗.文中對電路工作原理做了詳細(xì)的說明,給出了臨界導(dǎo)通模式下開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間、開關(guān)頻率的計(jì)算公式以及影響功率因數(shù)的因素.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該電源功率因數(shù)大于0.96、效率大于0.9,可高效、可靠地驅(qū)動(dòng)led燈工作.