三相无源PFC电路的仿真研究报告详解.doc

三相无源PFC电路的仿真研究 的三相不控整流电路仿真研究的基础上，指出了该电路存在的缺点。通过在电路中加入电感、电容、二极管和变压器等无源器件可以改善输入相电流波形，达到功率因数校正的目的。针对不同的电路拓扑，分别采用Matlab/Simulink6.0软件进行了仿真研究，给出了无源PFC后的输入相电压相电流波形，并对输入相电流进行了谐波分析。关键词：三相整流电路；无源PFC；Matlab仿真 　　Abstract:The shortcomings of the three-phase-uncontroled rectifier circuit are introduced after simulation and analyzing the three-phase-uncontroled rectifier circuit.The input phase-current’s wave is improved and the PF value is advanced through adding inductance, capacitance, diode and transformer to the three-phase-uncontroled rectifier circuit. All the topologies are respectively simulated by Matlab/Simulink6.0. The input phase-voltage and? phase-current’s waves are afforded. The input phase-current’s harmonious are analyzed at last. 　　Keywords：three-phase rectifier circuit；passive PFC；Matlab simulation 　　1　引言 　　随着三相变频设备的广泛应用，三相不控整流桥加大电容滤波电路的使用数量日益增加，由此而产生的谐波电流对电网造成的污染越来越严重，从而导致能量损耗也越来越多。对于这种前级采用不控整流桥的变换器而言，其实无论后级带何种负载，由于整流桥的非线性都会使得输入电流波形严重畸变，特征谐波含量严重超标，电流畸变率很高，并最终使得功率因数很低，电源总容量的利用率降低[1]。为了限制电流波形畸变产生的谐波并净化电磁环境，须对产生谐波污染的装置进行功率因数校正。功率因数校正的方法有无源功率因数校正和有源功率因数校正两种。本文主要介绍采用无源功率因数校正的手段来抑制或消除谐波污染的电路。 　　　 　　2　高功率因数三相无源AC/DC变换器电路及仿真[2][4] 　　在分析大电容滤波的三相不控整流电路的基础上，下文将讨论三相无源PFC电路，其实现方案主要是采取两个方面的措施：一个是单相无源PFC的技术方案在三相电路的应用，即通过增加无源的电感、电容来实现；另一个是为了改善输入电流的波形系数，采用移相变压器的多脉波整流技术。下文将详细论述各种电路的拓扑结构，并利用Matlab软件对各电路进行仿真研究。 　　3.1　桥后采用电抗器的三相无源PFC电路 　　3.1.1 桥后采用电抗器的三相无源PFC电路的拓扑结构 　　桥后采用电抗器的三相无源PFC电路的拓扑结构电路如图2a所示，其特点是在原有三相不控整流电路的整流桥后负载之前串联一个电抗器，如图2a所示。 图2a 桥后采用电抗器的三相无源PFC电路 　　3.1.2 桥后采用电抗器的三相无源PFC电路的Matlab仿真研究 　　下面利用Matlab仿真软件对电路进行仿真，其中解算选项为：可变步长，最大步长是，相对精度为，算法选择，仿真时间设为1s，其它选项默认[2]（下文中的仿真都采用这样的设置，不再重复叙述）。仿真参数设置如下：输入相电压有效值，输出滤波电容，负载。电感，仿真结果如图2b所示，图2c为输入电流的谐波分析图。从图中可以看出：整流桥后串联电抗器与未串联电抗器相比，电流波形改善非常明显，通过测量求得功率因数值0.849。在负载相同的情况下，功率因数的增加值接近0.393，因此，整流桥后串联电抗器能很大程度的提高功率因数。 图2b 桥后采用电抗器的三相无源PFC电路输入电压电流波形 图2c 桥后采用电抗器的三相无源PFC电路输入电流谐波分析 　3.2　桥前采用LC滤波器的三相无源PFC电路[4] 　　3.2.1 桥前采用LC滤波器的三相无源PFC电路的拓扑结构 　　桥前采用LC滤波器的三相无源PFC电路的拓扑结构如图3a所示，其特点是分别在原有三相全桥整流电路的交流输入侧加无源滤波器电感和电容，其三相交流输入端每相分别串联滤波电感 ，输入滤波电容 采用三角形接法。 图3a? 桥