[發明專利]一種三相不控整流裝置直流電容容值計算方法

有效

• 申請號: 201310514775.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103546045A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 劉靜波;唐健;吳建東
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張新

技術領域

本發明屬于電力電子應用技術領域，尤其涉及一種三相不控整流裝置直流電容容值計算方法。?

背景技術

電容濾波的三相不控整流裝置大量應用于交-直-交變頻器、不間斷電源（UPS）、開關電源等應用場合中，主要應用在軌道交通、冶金、礦山、通信，電力，金融，石油，軍事等各個領域中。直流電容的容值選擇尤其重要，選擇電容容值過大則提高裝置成本與體積，選擇容值過小則直流電壓波動較大，影響裝置的工作性能。直流電容的選擇是大功率三相不控整流功率電路設計中的一個重要環節，選擇的是否合適將直接影響系統的特性及安全性。?

但是傳統選擇三相不控整流裝置的直流電容的方法一般都采用人工估計，或估計試驗，并沒有一種簡單易行的可求得三相不控整流裝置直流電容容值的精確的確定方法，所以常常造成直流電容取值過大則提高裝置成本，增大裝置體積；直流電容取值過小則降低直流電壓波形質量，影響整個系統的性能與穩定性。?

發明內容

本發明為解決上述技術問題，提出一種三相不控整流裝置直流電容容值計算方法，可以精確地得到直流電容的容值，選擇容值合適的直流電容用于三相不控整流裝置系統，從而可以提高三相不控整流裝置系統的可靠性與性能。?

本發明采用的技術方案是：?

一種三相不控整流裝置直流電容容值計算方法，其特征在于：三相不控整流裝置在工作中分為兩個階段：第一階段為充電階段，即電源通過二極管向負載R_L及直流電容C供電；第二階段為放電階段，即由直流電容C獨立向負載R_L供電；

在這兩個階段中，充電階段結束變為放電階段的轉換時刻為t₂，放電階段結束時刻為t₄，經過n（?）次充放電后，計算第n次的直流電容值為，其中：為第n-1次計算得到的電容值，s為電容容值變化方向函數，Δ為電容值步長Δ=；

通過直流電容放電的起始電壓計算得到第n次t₄時刻的放電電壓值，這里：

若，則；若，則；若，則結束計算，直流電容；

若，；若，，（d是電容值步長衰減因子，為大于1的整數，d越大步長衰減越快），；若，為要求的誤差，則計算結束，得到直流電容容值：，為第n+1次計算得到的電容值，計算的精度即為；

其中，V₀為電容獨立向負載供電時的起始電壓，V_m為電源線電壓的峰值，V_dc為直流電容放電結束后的電壓，ω為電源角頻率，e為自然指數。

在進行第一次充電階段時，即起始時間0到第一個t₂時刻時，直流電容C具有初始容值，，k為初值直流電容值位置因子，k越大放電起始電壓越接近，反之越接近。?

那么第一次放電階段的t₄時刻對應的電壓值等于的時刻，相位值，那么當直流電容容值為時，可以計算得到t₄時刻的放電電壓值；第二次計算直流電容容值，為初始電容值步長，（j是電容值步長起始因子，為大于1的整數，j越大起始步長越?。?，若，則，若，則，若，則結束計算，。?

本發明的有益效果如下：?

本發明提出的計算方法彌補了三相不控整流裝置直流電容沒有簡單易行、精確的計算方法的空白，改善了以往只能根據經驗進行取值或通過仿真軟件甚至實驗來試值的缺陷；本發明依據允許的電壓波動幅值便可通過一種有效的迭代方法快速精確的計算出電容的容值，避免了傳統的通過估計來選擇電容容值的不足，有效的節約裝置器件的成本，提高裝置的運行性能，且計算效率非常高，準確精度高。

附圖說明

圖1是本發明適用的三相不控整流裝置主電路的拓撲結構圖?

圖2是本發明適用的三相不控整流裝置的直流電壓波形圖

圖3是本發明迭代計算的示意圖

附圖中的標記如下：

C—直流電容；R_L—負載；i_a—電源A相交流電流；VD₁-VD₆—6個整流功率二極管；i_s—整流輸出電流；i_dc—負載電流；i_C—直流電容電流；u_d—直流電容電壓；