三相不平衡調(diào)節(jié)器的基本原理和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析案例1三相不平衡調(diào)節(jié)器的基本原理針對(duì)三相負(fù)荷不平衡的種種缺點(diǎn)，提出有源電力濾波器，以此來(lái)改善三相不平衡的現(xiàn)象，其原理圖如圖3所示。圖SEQ圖\*ARABIC3有源電力濾波器原理圖其中，表示交流電源，負(fù)載表示諧波源。主要由指令電流運(yùn)算電路和補(bǔ)償電流發(fā)生電路（由PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、指令電流跟蹤電路和主電路三部分構(gòu)成）所構(gòu)成。指令電流運(yùn)算電路部分也被稱為諧波和無(wú)功電流檢測(cè)電路，其通過(guò)實(shí)現(xiàn)對(duì)諧波電流的檢測(cè)，來(lái)達(dá)到生成補(bǔ)償電流信號(hào)的目的。其通過(guò)檢測(cè)出電網(wǎng)中的高頻諧波，然后使用調(diào)理電路將電流信號(hào)送入主控芯片DSP中，通過(guò)檢測(cè)算法提取出并分析所需要的指令電流，為后面的其他工作打下基礎(chǔ)。指令電流跟蹤電路可以快速并實(shí)時(shí)地跟蹤諧波指令信號(hào)，通過(guò)判斷其與實(shí)際補(bǔ)償電流之間的相互關(guān)系，迅速生成PWM脈沖信號(hào)，然后采取合適的控制策略，比較主電路產(chǎn)生的補(bǔ)償電流與指令電流的差值，使用控制算法測(cè)量實(shí)時(shí)誤差并進(jìn)行縮小，進(jìn)而生成合適的PWM脈沖信號(hào)，發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電路模塊，產(chǎn)生正確的補(bǔ)償電流。驅(qū)動(dòng)電路主要是放大PWM脈沖信號(hào)，增加其驅(qū)動(dòng)帶載的能力，主電路的開關(guān)管根據(jù)其產(chǎn)生PWM方波，然后通過(guò)分離強(qiáng)電弱電的手段，使其獨(dú)自運(yùn)行、互不干擾，也給電路帶來(lái)了最佳的運(yùn)行效果。主電路部分主要是輸出實(shí)際的補(bǔ)償電流，并控制其入網(wǎng)，同時(shí)采用驅(qū)動(dòng)電路中產(chǎn)生的PWM方法根據(jù)驅(qū)動(dòng)波形控制主電路中大功率IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷，最后輸出正確的補(bǔ)償電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性不平衡負(fù)載的諧波和無(wú)功電流的補(bǔ)償以及不平衡電流的調(diào)節(jié)，使得電能質(zhì)量得到了改善。由圖3所示，我們可以得知有源電力濾波器的基本工作原理是，首先對(duì)對(duì)象的電壓電流進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)指令電流運(yùn)算電路求出補(bǔ)償電流的指令信號(hào)，然后將該信號(hào)放大得到補(bǔ)償電流，最后通過(guò)抵消補(bǔ)償電流和負(fù)載中待補(bǔ)償?shù)碾娏?，得到預(yù)期的電源電流。由公式可以描述為：（2.6）式中，為電源電流，為負(fù)載電流，為負(fù)載電流中的諧波含量，為補(bǔ)償電流，為負(fù)載電流的基波有功分量。2三相不平衡調(diào)節(jié)器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)若要進(jìn)行區(qū)分，APF依據(jù)連接方式可以分為串聯(lián)型APF以及并聯(lián)型APF，采用串聯(lián)的方式連接負(fù)載源的便是串聯(lián)型APF，在輸出反向補(bǔ)償電壓的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了降低諧波干擾的作用。但是串聯(lián)型APF也具有許多不可忽視的缺點(diǎn)，使得它的使用受到了很大局限，比如其難以克服故障、容量小等等缺點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。圖SEQ圖\*ARABIC4串聯(lián)型APF并聯(lián)型APF采用并聯(lián)接入電網(wǎng)和負(fù)載的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)側(cè)諧波和無(wú)功電流的補(bǔ)償。由于其易于接入和退出電網(wǎng)的特性，保護(hù)裝置較為靈敏，因此在實(shí)際應(yīng)用中，更為廣泛使用的還是并聯(lián)型APF。同樣的，本文主要探討的也是并聯(lián)型APF。結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示。圖SEQ圖\*ARABIC5并聯(lián)型APF主電路的拓?fù)湟卜譃槿嗳龢虮劢Y(jié)構(gòu)和三相四橋臂式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)上的區(qū)分是是否在中線上多一組開關(guān)管。三相四橋臂結(jié)構(gòu)給中線電流設(shè)置了通路，控制中性線電流也采取PWM控制，排除了中性點(diǎn)偏移的干擾，有效地抑制了負(fù)序電流和零序電流。但是硬件成本明顯升高，驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，且在電流設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方面也更難。兩種濾波器比較起來(lái)，三相三橋臂結(jié)構(gòu)在元器件成本方面明顯更少，但由于出于設(shè)計(jì)的需求必須要使用大電容。綜合考量來(lái)看，三橋臂結(jié)構(gòu)的成本更低，更符合人們的要求，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以迅速抑制諧波電流，同樣適用于三相三線制系統(tǒng)和三相四線制系統(tǒng)。因此