مقاله انگلیسی رایگان در مورد طراحی تحلیلی فیلتر LCL غیرفعال برای یکسوساز سه فازه

مقاله سال 2017

این مقاله یک روش جامع تحلیلی از طراحی فیلتر LCL  برای یکسوسازهای اصلاح ضریب قدرت دو طرفه سه فاز (PFCها) را ارائه می کند. ریپل جریان مبدل فرکانس بالا موجب می شود تا هارمونیک های مبدل فرکانس بالایی تولید شوند که نیاز است با توجه به استانداردهای شبکه تضعیف شوند. مطالعه جریان فرکانس بالا برای هر عنصر یک راه حل غیر تکرار شونده برای را طراحی فیلتر LCL ارائه می کند. در این مقاله، ریپل جریان مبدل بطور کامل آنالیز می شود تا رفتار ریپل جریان را تعمیم دهد و ریپل حداکثری جریان را برای PWM سینوسی و PWM تزریق هارمونیک سوم پیدا کند. در نتیجه، ریپل جریان استفاده می شود تا بطور دقیق ظرفیت خازنی فیلتر مورد نیاز را بر اساس بار حداکثری خازن فیلتر مشخص کند. برای انتخاب اندوکتانس جانب شبکه، دو روش بررسی می شود. روش نخست ساختار میرایی را به منظور تعریف اندوکتانس فیلتر جانب شبکه بعنوان تابعی از ریپل جریان مبدل استفاده می کند. کاهش تلفات توان در فیلتر و بهینه سازی اندوکتانس فیلتر جانب شبکه تمرکز اضلی از روش دوم است که با به کار بردن شبکه تثبیت امپدانس خطی (LISN) به دست می آید. به این ترتیب، دو فیلتر LCL برای یک PFC سه فازه مبتنی بر کاربید سیلیکون 5 کیلووات (SiC) طراحی می شود. سناریوهای تجربی مختلف به منظور بررسی عملکرد و تضعیف فیلتر انجام می شود.

1. مقدمه
امروزه، مبدل های منبع ولتاژ PWM متصل به شبکه سه فازه (VSCها) در کاربردهای اصلاح ضریب قدرت (PFC) با ساختار دو طرفه یا چند طرفه بطور گسترده ای در بسیاری از کاربردها استفاده می شود [1]-[5]. با بهبود فن آوری نیمه هادی، فراوانی سوئیچینگ این مبدل ها در حال افزایش است. با توجه به سوئیچینگ مبدل، هارمونیک های جریان فرکانس بالا به شبکه تزریق می شود و لازم است آنها با برآورده کردن استانداردهای دقیق شبکه تضعیف شوند. برای تضعیف محتویات هارمونیکی در فرکانس های بالا، تکیه بر القاگر تقویتی از VSC سه-فازه منجر به القاگری عظیم با تلفات زیاد در قدرت می شود و این عملکرد دینامیکی مبدل را کاهش می دهد [7]. استفاده از فیلترهای مرتبه بالا همچون فیلتر LCL برای برآورده کردن استانداردهای شبکه بسیار جذاب است و در بسیاری از تحقیقات مطالعه می شود [7]-[22].