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并网逆变器中LCL 滤波器的磁集成

2019-08-05 23:18:41      点击:
上一篇:单电感电流连续型推挽类拓扑的推衍和特性研究

即采用磁集成后,磁芯体积减小了13.2%。

4.2三相LCL滤波器的磁集成设计表3为三相LCL型并网逆变器的样机参数,逆变器采用SVM策略。磁芯材料选用硅钢片,设计方法与上文相同,这里不再重复,只给出最终的结果。参照电子变压器手册[21],可选用两副BSD25×25×80磁芯,带材厚度为0.2mm,将其按照窗口高度为3:1切割成两部分,分别作为Lf1和Lf2的三相E型磁芯(如第5节的图16所示)。Lf1的匝数Nf1=50匝,绕组使用厚0.15mm、宽60mm的铜带绕制,Lf2的匝数Nf2=15匝,绕组使用厚0.5mm、宽18mm的铜带绕制。按照图11所示的方式将Lf1和Lf2集成在一起,公共I型磁条选用厚度为0.2mm的硅钢片层叠构成,其高度为25mm,计算可得磁芯体积减小了17.5%。

5实验验证

5.1单相并网逆变器中的实验结果

在单相LCL型并网逆变器中,依据第4节表2的设计结果,电感L1可以采用两副EE70/33/32磁芯并联绕制,而L2所需要的磁芯为非常规磁芯,受条件限制,实验中采用一副EE70/33/32磁芯来代替,得到集成电感如图13所示。图中,L1的磁芯叠在L2的磁芯之上,并以L1磁芯的端部作为公共磁芯,测得L1和L2之间的耦合系数k=0.045。根据IEEEstd.1547-2003的规定[16],并网电流中35次以上的谐波上限为Ih_limit=0.3%IL2m=116mA。图14为单相LCL型并网逆变器中采用分立电感的实验结果,从电流频谱上可以看到,iL1的高频谐波主要分布在30kHz的倍数次附近,由于滤波电容的高频旁路作用,iL2的高频分量很小,主要集中在30kHz附近,最大幅值约为52mA。

图15为采用集成电感的实验结果,由于耦合系数(k=0.045)大于0.017,使得原有LCL滤波器的滤波特性在30kHz附近有所削弱,从电流频谱可知,此时iL2中30kHz附近的高频分量有所增加,最大幅值约为100mA。