适用于井下的PWM整流器LCL滤波器设计

作     者：李山 刘小东 粟昶博 LI Shan;LIU Xiaodong;SU Changbo

作者机构：国家能源集团神东煤炭集团设计公司陕西神木719315 无锡军工智能电气股份有限公司江苏无锡214142 中国矿业大学电气与动力工程学院江苏徐州221116 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0804300) 

出 版 物：《工矿自动化》 (Journal Of Mine Automation)

年 卷 期：2021年第47卷第8期

页      码：63-68,76页

摘      要：应用于刮板输送机、采煤机等机械设备的双PWM变频调速系统需在整流器网侧设置滤波器以抑制谐波电流。现有的LCL滤波器设计方法依赖经验,效率较低,且对阻尼损耗问题考虑不足,易导致器件发热,不适于井下应用。通过分析双PWM变频调速系统整流器的LCL滤波器模型,推导了电感比、阻尼电阻与电流衰减系数、谐振频率、阻尼损耗之间的数学关系,进而提出了适用于煤矿井下的PWM整流器LCL滤波器设计方法,即:在考虑滤波效果、电流快速跟踪能力、系统快速响应能力基础上,为减小整流器体积,应选取较小的总电感;在保证滤波效果前提下,尽量增大滤波电容;在允许的电流总谐波畸变率范围内,尽量选取电感比和阻尼电阻最小值。在Matlab/Simulink中搭建三相电压型PWM整流器控制模型进行仿真验证,结果表明采用该方法设计的LCL滤波器可使PWM整流器具有很小的超调量、快速的响应能力、较低的电流总谐波畸变率;通过样机实验验证了LCL滤波器能较好地抑制PWM整流器网侧电流,提高并网电流波形质量;通过对比验证了该方法设计的滤波电感和阻尼电阻均明显小于传统方法设计值,可有效减小滤波器体积,降低成本。

主 题 词：煤矿机械 变频调速系统 双PWM变频调速 PWM整流器 LCL滤波器 阻尼损耗 谐波抑制 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

D　O　I：10.13272/j.issn.1671-251x.17683

馆 藏 号：203104802...