电感器位于交流侧的单相不控整流滤波器的可视化设计分析
2)电感器位于交流侧或直流侧时的瞬间电流。
分别截取在计算机上连续展现的式(6)和(9)的5维数据可视化的各时刻可得图4各分图。通过在计算机上进行5维可视化分析并在必要时降至4维(图4仅是部分截图)研判,并强调文献[3]所设计的R12、L8mH、C5600F附近可看出:
①在0.008s前,id1和id2的颜色逐渐变亮,即所有区域的瞬态电流都处在上升阶段,两者的变化速度和最大值均大致相同,此后同速率下降;
②在0.011s之后,id1迅速下降,但id2却仍然维持在150A的高位直至0.17s,可见id1的浪涌持续时间较短;
③式(7)是约束条件id1(L,C,R,t),当t(0,1)且逐渐增加时,可行域内的団解范围却在不断缩小,由id1(L,C,R,t)0可从时间进程条上判断出1的具体数值与L、C和R的函数关系1(L,C,R),采用交流电感器时1明显比采用直流电感器时小,即采用交流电感器时的浪涌电流持续时间短;
④增大L可降低瞬间最大电流,结合图1(a)还可看出通过L的选择亦能起到保护整流桥的作用。
1.5电感器稳态电流表达式
1.5.1电感器位于直流侧的电感器电流[7]
由于较高次谐波分量的幅值较低,若将高次谐波忽略不计,则可得
1.5.2电感器位于交流侧的电感器电流
在图1(a)的稳态状态下,交流电源正半周时,iLid1,交流负半周时,iLid1;若图1两电路参数相同,则在稳态时,有id1id2,iC1iC2,iR1iR2,ud1ud2,两滤波器的低通滤波特性是相同的。但是,两电感器中的电流却是不同的。稳态时交流侧电感器电流iL有以下表达式成立:
2滤波器的设计、仿真和实验
2.1上电瞬态过程的优化设计考量
电感器位于直流侧的单相不控整流滤波器的优化设计所追求的目标包括输出电压平均值、稳态电流负担、滤波器体积和谐波电压衰减比等[7],其优化设计的可视化算法亦可供电感器位于交流侧的单相不控整流滤波器的优化设计时参考。但是,如前所述图1(a)、(b)两分图所示滤波器的瞬态电压电流表达式是不同的,因此公式和程序也均不相同。