學(xué)術(shù)年會(CMEAPS集集姜立信(航空航天大學(xué)，江蘇ANovelLCLFilterwithCoupledJIANGLixin,CHEN(NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing :Becauseoftheexcellenteffectsforattenuatinghighfrequencycurrentharmonics,LCLfilteriswidelyusedinsinglephaseandthreephasesystems.ALCLfilterhastwoindividualinductorswhichneedlargevolume.ThispaperproposedanovelLCLfilterwithcoupledinductorwhichcanobtainthesimilarfilteringperformanceastraditionalLCLfilteraswellasthecoresizereductionduetothemagnetic-integration.Theproposedfilteronlyneedoneinductorintheseriesmainpowerloopwhichhelpstoreducethevolumeofthemagneticbydecreasingtheusageofthethickwindingswireconductinghighcurrent.AndthustheproposedfiltercaneffectivelyreducethevolumeofthemagneticscomparedwithtraditionalLCLfilter.Theoreticalysisandimplementapproachesareshownindetail.Theinductorsoftwokindsoffiltersfora1.2kWinverterprototypearefabricatedtoverifytheysis.Experimentalresultsvalidatetheeffectivenessoftheysis.：LCL濾波器由于對高頻諧波有良好的濾波效果，而被獨(dú)立電感，體積較大。磁集成技術(shù)能將兩個分立磁件集成起CL濾波器優(yōu)化的技術(shù)熱點(diǎn)之一。本文利用磁集成技術(shù)，提出了一種采用耦合電感的型CL率回使同在并聯(lián)支串聯(lián)一個電感，兩電感反向耦合使主功率電流回路中增加一個等效電感；再通過在并聯(lián)支添加補(bǔ)償電感CL濾波器相同。本濾波器將主功率電流回路中的一個電感移到并聯(lián)支路，而由于該支路電流遠(yuǎn)C濾作實物并進(jìn)行了仿真及實驗驗證。實驗結(jié)果中，采用耦合電LL了1538文方：LCL濾波器磁集成

傳統(tǒng)整流器或并網(wǎng)逆變器為了減小網(wǎng)側(cè)電[1]-[3]。在達(dá)到相同的濾波效果時，LCL濾波器所需總LCL濾波器主功率電流回路串聯(lián)的兩個電感進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)[6LCL聯(lián)，兩電感在低磁阻公共磁路中產(chǎn)生的磁通相互抵LCL濾波器相同。本濾波器將主功率電LCL濾波器，可以有效減小磁件體積。本

kLb-M5，通過在電容支路上增加補(bǔ)償電感Ladd抵消掉Lb-M，使該支的感R**R**3 R R4L圖1LCL濾波器電路拓L0幅值-幅值- 2LCL濾波器和L

5(LaM)ML1

LbMkLaLbLaddLbMLaL1L2/kLadd|LbM

由式（4）和式（5）LCL濾波器電系數(shù)k。

VL1VL2mL1mn1 n2lgm L 1 2

lg2 VLVL1 LaAP值[8]APAALaImax

e Bmax 為飽和限制的最大磁通密度，j相同，則AP值與電感值成正比，易得到：

APLLam(L1L2APL1mImaxIrms。將式（7）BmaxAPLAeAwVLlg

6LCL(lg)4nAPL1VL1lg1(lg1)4n1APL2VL2lg2(lg2)4n2J

表133lglg

磁芯[8]，參照新康達(dá)磁芯手冊，電感L1選用一副lglg1，lglg

L

VL a12 lg

0.1×160路作用，整流器產(chǎn)生的高頻諧波電流主要存在于L1

積As=397.5mm2，窗口面積Aw=797.86mm2，體積 7LCL4.2

9EE 88所示，實際電感中LaLb的線圈緊密勻

根據(jù)磁鏈Ψ=LI=NBS得到NLaI1max=186.5匝≈187 Nb=LbR=65

(C)(D 積S1=1.26mm2在仿真中，電容支路的電流有效值約為I25A/mm20.07×14

A AA (C RRsR

1 2AA c4AP=A×A=LaI1maxI1rms3

w

Bmax

AE1

得到δ=0.56cm。 參照前文，給出補(bǔ)償電感的設(shè)計結(jié)果。感值NPS050060磁環(huán)，磁芯有效截面Ae=11.4mm2，窗口面積Aw=38.3mm2，體積Ve=355.68mm3197匝，實際窗口填充系數(shù)4.33 0 0 15.16%，而實際制作的耦合電感磁芯體積相對LCL15.57%，與理論結(jié)果LCL濾波器磁芯體積和減15.38%，考慮到所用磁芯形狀系數(shù)不同帶來的誤

10LCL（10A/div）（10A/div）12為單相逆變器中采用無耦合LCL濾波器的幅值為15mA左右。13為采用耦合電感的濾波器的實驗結(jié)果，補(bǔ)LCL濾波器同樣的濾波效果。從電流頻譜中可以看到，電流I2LCL濾波器相似。系統(tǒng)THD在兩濾波器下分別 1.659%1.652%2節(jié)結(jié)論，說明本文 本文采用耦合電感的新型LCL濾波器在主功率電流回使用單電感，同時在并聯(lián)支CL濾波器相同。本濾波器將主功率電流回路中的一個電感移到并聯(lián)支路，而由于該支路電流遠(yuǎn)小于主功率電流回路，使得電感繞線變細(xì)，所以相比常規(guī)CL濾波器，可以有效減CL

LCL濾波器類似，并且磁件體積節(jié)省了15.38%，驗證了本文濾波器及徐兵,王超.含耦合電感元件電路的分析與探討[J].昌吉學(xué)W.Wu,Y.He,andF.Blaabjerg,“AnLLCLpowerfilterforsingle-phasegrid-tiedinverter,”IEEETrans.PowerElectron,vol.27,no.2,pp.782–789,Feb.2012.JaliliK，BernetS.DesignofLCLfilterofactive-front-endtwo-levelvoltage-sourceconverters[J].IEEETrans.onIndustrialElectronics，2009，56(5)：1674-1684.潘冬華,阮新波,王學(xué)華,鮑陳磊,李巍巍并網(wǎng)逆變器中LCL濾波器的磁集成[J].中國電機(jī)工程學(xué)報,2013,06:67-75+11.LiserreM,BlaabjergF,HansenS.DesignandcontrolofanLCL-filter-basedthree-phaseactiverectifier[J].IEEETrans.onIndustryApplications,2005,41(5)：1