功率因数校正课件.ppt

4.0 输入功率因数定义 4.0 输入功率因数定义（续） 4.1.1 谐波电流的危害及改善措施 4.1.1 谐波电流的危害及改善措施（续1） 4.1.1 谐波电流的危害及改善措施（续2） 4.1.1 谐波电流的危害及改善措施（续3） 4.1.1 谐波电流的危害及改善措施（续4） 4.1.1 谐波电流的危害及改善措施（续5） 4.1.2 含升压(Boost)型功率因数校正器的高频整流（续1） 4.1.2 含升压(Boost)型功率因数校正器的高频整流（续2） 4.1.2 含升压(Boost)型功率因数校正器的高频整流（续3） 4.1.2 含升压(Boost)型功率因数校正器的高频整流（续4） 4.1.2 含升压(Boost)型功率因数校正器的高频整流（续5） 4.1.2 含升压(Boost)型功率因数校正器的高频整流（续6） 4.1.3 带反激式功率因数校正器的高频整流 4.1.3 带反激式功率因数校正器的高频整流（续1） 4.1.3 带反激式功率因数校正器的高频整流（续2） 4. 2 三相PFC 4.2.1 几种典型的三相PFC 4.2.2 三相高频PWM整流 4.2.1 几种典型的三相PFC 三相单开关PFC 三个单相PFC组成三相PFC 优点：1.可利用单相比较成熟的PFC技术，由三个单相PFC同时供电，控制简单。 缺点: 元器件较多，成本高。 三相六开关PFC电路 优点：(1)将交流电源输入电流控 制为畸变很小的正弦化电流，且功率因数可接近于1。 (2)体积、重量可以大大地减少。 (3)动态响应速度显著提高。 缺点：开关管数量多，控制较为复杂。 为了实现开关器件的正弦脉冲宽度SPWM控制，双向变换器交流侧电压的峰值只能小于直流电压。 通常交流电感L上压降不大，因此这种变换器直流输出电压总是大于交流电源电压峰值，因此这种高频PWM整流是升压变换。 高频PWM整流器的主电路都是能量可双向流动的电力变换器，既可运行在整流状态，也可运行在逆变状态，作整流器只是它们的功能之一。 主电路结构还可以用于无功补偿器，有源电力滤波器，风力、太阳能发电，电力储能系统，有源电子负载等应用领域，其控制方式和整流器控制也有很多相近的地方。 * 理想的交流/直流双向变换器是： 1) 输出直流电压平稳且可以迅速地调节控制。 2) 输入的交流电源电流波形正弦化。 3) 输入的交流电流的功率因数PF可控制为任意正值或 负值指令值。 4) 交流-直流之间的功率流向可以是双向可控的，既可 实现整流，又可实现逆变。 5) 变换器无损耗：变换器中的电感、电容、变压器及开 关器件都是理想的无损耗元件，变换器效率为1。 4.2.2.2 交流/直流双向PWM变换器工作原理 * * 三相桥式变换器交流输入端交流相电压为Via(t)、Vib(t) 、Vic (t) ，电流为 ia、ib、ic ，如果交流电源电压为： 式中Vs为交流电源相电压有效值。则理想的交流-直流变换应该是： 图中交流电源三相电压Vsa(t)、Vsb(t) Vsc (t)经电感L接到三相全控桥式变换器。 T1～T6为6个有反并联二极管的自关断器件。输出端接大电容C及直流负载(或直流电源)，直流侧电压为平稳的直流Vo。 式中Is是交流电源流入双向变换器的电流有效值，φ是 滞后 的功率因数角。 * 理想的三相桥变换器交流侧相电压应是： * 电压、电流矢量关系为： 电压、电流矢量关系见图5.41(b) 变换器交流输入端电压矢量的d轴分量和q轴分量为 无功电流 有功电流 复数功率的定义是：电压矢量 与电流共轭矢量 的乘积： 因此 得到交流电网输入到变换器的有功功率P和无功功率Q： * (5-168) (5-169) (5-172) (5-173) 对图5.41(a)中六个开关器件进行类似于三相逆变器那样的高频SPWM控制，可以调控三相桥交流侧的电压Vi的大小和相位δ，从而对输入到变换器的有功、无功功率和电流的大小和方向进行控制。 * 当电压Vi数值较大，以致 VicosδVs时，则Iq为负，Q为负，即交流电源向AC/DC变换器输出容性(超前)无功电流、无功功率，或交流电源从AC/DC变换器输入感性(滞后)无功电流、无功功率。 当电压Vi较小， VicosδVs时，Iq为正，Q为正，即交流电源向 AC/DC变换器输出感性(滞后)无功电流、无功功率，或交流电源从AC/DC变换器输入容性(超前)无功