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3. 主电路设计
主电路拓扑已经在图1中给出,对主电路的设计主要是指对主电路中储能元件,即交流侧电感和直流侧电容参数的选择。
交流侧电感的选择需满足以下3 点要求[2]:①电感上压降尽可能小,一般不大于电源额定电压的30 %;②在一个开关周期内交流侧电流的最大超调量尽可能小,一般小于交流侧额定电流的10 %;③交流侧电流THD(total harmonic distortion 电流畸变率)尽可能小,一般规定一个上限,本文中定为交流侧额定电流的5 %。
直流电容的选择是三相PWM整流电路设计中的一个重要环节,选择的是否合适将直接影响系统的特性及安全性。由参考文献[ ]直流侧电容的取值范围为:
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根据以上结论[3],确定的主电路参数为:
La=Lb=Lc=2mH;
Ra=Rb=Rc=2Ω;
Cd=1000μF;
Vdc=400V;
交流电源为三相Sm=220V;
直流侧负载RL=50Ω。
4. 系统控制结构
本系统控制结构如图2所示,可视为公率因数、交流电流串级双闭环控制系统。其中电流反馈和电流跟踪控制器构成内环[1],利用电流跟踪控制控台响应好,跟踪精度高,鲁棒性强,瞬时响应无直流偏移量等优势,保证交流电流严格复现三相参考电流。外环则由公率因数反馈和功率因数控制器构成,使系统在设定的功率因数下工作达到消除无功功率的目的。