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雙模扼流圈教舊逆變器新技巧

2020-12-26 09:32:45
小型逆變器需求量很大
發電和用電方法——的重大變化,如對可再生能源的依賴增加,工業和家用電器轉向高效變速驅動,以及采用混合動力或電動車輛——,促進了電子逆變器——的使用增加。我們可以控制它獲得所需電壓和頻率的交流電。
以可再生能源為例,電力公司的戰略正在向分布式發電發展,微型發電機可以在網絡中的多個點為電網供電。他們還對在商業/工業消費場所或農業和輕工業中部署小型離網發電機感興趣。這些應用需要使用體積小、成本低的電子功率調節,將諧波豐富的風力發電機的不穩定輸出或光伏板陣列不斷變化的DC輸出轉換成由電容穩定的高壓DC,然后輸入逆變器,從而產生頻率一致、適合饋入電網的交流波形。
同樣,在混合動力/電動汽車或電機驅動中,使用邏輯或軟件命令控制電機速度是關鍵,而體積小、重量輕、經濟性是保證市場增長的關鍵。
逆變器,如橋式逆變器,通過順序切換兩個橋臂中的上功率開關和下功率開關來改變流經負載的電流方向。電源開關可以是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)或超級結型金屬氧化物半導體場效應晶體管,或寬帶隙器件,如碳化硅金屬氧化物半導體場效應晶體管,可用于高端應用(如高端電動汽車或要求極高能效的地方)。通過使用脈沖寬度調制(PWM)信號,每個門可以相對于所有其他門被順序控制。
如果電源開關是IGBT,施加到每個門的脈寬調制信號的頻率通常約為20千赫。場效應晶體管可以在高達數百千赫的更高頻率下工作。在任何情況下,快速開關都會導致晶體管兩端電壓的突然變化,從而導致高頻噪聲振蕩,其頻率為開關頻率的諧波。在基于IGBT的風力或太陽能發電機逆變器中,噪聲信號的頻率可能高達1兆赫茲或更高。該噪聲源和其他噪聲源(如系統中其他地方的DC/DC轉換器開關)將耦合到交流輸出電源線,從而損害輸出電能質量并造成干擾。這可能會影響系統本身的控制信號(如模擬反饋信號)和附近的設備。
為了防止這種失真和干擾,IEEE  1547和UL  1741標準(適用于分布式電力系統的逆變器,如風力或太陽能發電機)對逆變器輸出中允許的諧波含量施加了限制。EMI也受到FCC  15db部分等標準的限制。
降低開關噪聲
為了符合噪聲和電磁兼容性的適用規范,整個系統中設置了濾波器,可以消除電壓和電流波形產生的諧波,通過確保電壓和電流波形的同相來校正功率因數,并將失真降至最低。
在圖2所示的太陽能調節系統中,給出了噪聲衰減濾波器的位置。逆變器輸出端的濾波器旨在消除開關頻率瞬態,X和Y電容、電感和扼流圈相結合,消除開關頻率主諧波處的共模和差模噪聲。

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