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新型混合有源濾波器在盾構機上的應用

2021-03-30

隨著盾構廣泛的應用,對盾構自動化要求越來越高,大量傳感器和控制單元等電力電子設備應用在盾構機上,非線性負載導致大量諧波進入盾構電網,電壓和電流產生畸變,影響盾構電氣設備的壽命和控制單元的通訊。簡單的無源濾波已經不能滿足盾構對電網的需求,有源濾波在盾構設備的應用已經成為現在研究的熱點。有源濾波技術應用廣泛,但成本問題成為限制它發展的重要因素?;旌嫌性礊V波器結合了有源濾波器和無源濾波器的優點,減少了有源濾波器的容量,降低了濾波器的成本?;旌嫌性礊V波器的拓撲結構有很多,串聯型有源濾波器(APF)與并聯無源濾波器(PF)組成的混合有源濾波器(HAPF)[1],在消除諧波電流的同時會產生一定量的諧波電壓從而“污染”盾構電網;APF與PF串聯的混合有源濾波器[2-3],只能濾除特定次數的諧波,所以無法在復雜環境中應用。針對盾構機電網的實際需要,提出一種新型混合有源濾波器的拓撲結構,對盾構機電網諧波進行有效治理。1新型混合有源濾波器的拓撲結構新型混合有源濾波器拓撲結構如圖1所示,其特點:(1)PF部分首先對電網諧波進行濾除,剩余的高次諧波由APF進行濾除,PWM的容量得到了減少,降低了成本。(2)針對以前的拓撲結構會讓基波進入APF從而增加APF的容量,導致成本增加的缺點,設計了C1和L1構成基波諧振電路,阻止基波流入APF,進一步降低成本。圖1 HAPF拓撲結構2新型混合有源濾波器的拓撲結構的建模新型有源濾波器的等效電路如圖2所示,iaf、ish、icf、idh、ilh、ieh分別為電網支路、注入電容支路、并聯無源支路、負載支路、基波串聯諧振支路在諧波域時的電流,Zsh、Zcf、Zdh、Zeh分別為電網支路、注入電容支路、并聯無源支路、基波串聯諧振支路在諧波域時的阻抗。

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