并网逆变器中LCL 滤波器的磁集成
2.3耦合系数的限制条件
对于单相并网逆变器，采用单极倍频正弦脉宽调制(sinusoidalpulsewidthmodulation，SPWM)策略时，逆变器输出电压的谐波主要为开关频率偶数倍数次的边带谐波[17]。根据第4节表1给出的样机参数，在额定工作状况下，得到逆变器输出电压的频谱，如图9所示，图中给出了2fs1、4fs1和6fs1的相邻10个边带谐波(fs1和fo分别为开关频率和基波频率，fs1=15kHz，fo=50Hz)。可见，幅值最大的谐波位于2fs1的边带内(对应的频率为2fs1±fo)，因此，在对LCL滤波器进行磁集成时，必须保证在2fs1的边带内原有LCL滤波器的滤波特性基本不变，即fb必须高于该频段范围。由此可得到fb的限制条件为
在高于fb的频段，尽管集成后的LCL滤波器的幅频曲线只以−20dB/dec衰减，但这对于4fs1及更高频率的边带谐波已足够。
将式(13)代入式(14)，可得k<0.017。由式(9)可知，在满足耦合系数的限制条件下，μr越大，Aec可越小，即公共I型磁条的体积越小。因此，公共I型磁条宜选用高磁导率的磁芯材料(如坡莫合金、非晶合金等[18])。
3三相LCL滤波器的磁集成
图10为三相LCL型并网逆变器的主电路图，在三相三线制系统中，三相电流之和等于零，则其产生的磁通之和亦为零。利用这个特点，可以将LCL滤波器中的3个逆变器侧电感和3个网侧电感分别集成在两副三相EI型磁芯上[19]。基于三相EI型磁芯，将第1节提出的磁集成方法推广到三相系统中，得到集成电感如图11所示。图中：Φ1a、Φ1b和Φ1c为电感Lf1的每相绕组交链的磁通；Φ2a、Φ2b和Φ2c为电感Lf2的每相绕组交链的磁通，它们的表达式分别为
可见，与单相并网逆变器的情况相同，在三相并网逆变器中，当采用图11所示的磁集成方法时，公共I型磁条的磁通仅为电容电流对应的磁通，由此可使其截面积减小，从而减小磁芯体积。