(11) 32电容量的确定
有源滤波器的工作，就是电容的充、放电过程，为了保证滤波器的性能，必须维持其直流侧的电压基本不变。电容量的选择影响了直流侧电压的波动，电容越大，电压波动越小，但带来了投资的增加。因此电容量的选择是滤波器设计的重要一环。
电容器的电压波动情况与其极板上贮存的电荷波动情况是一致的，可以通过电荷波动情况，确定电容量。而电荷波动情况又可通过电容的充、放电电流来表示。电容在一周内充电得到的或放电释放的电荷量应是电容器所必须容纳的最少电荷量。
设电容的充、放电过程变化的最大电荷量为Q1，要求电压波动小于（Δu/u)％，则极板上贮存的电荷Q为：
Q=Q1u/Δu(12)
电容量为：C=Q/u(13)
最大电荷变化量Q1可由充、放电电流对时间的积分获得。流过电容的电流由滤波器的输出电流决定，由ia＋ib＋ic=0可知在任何时刻，均有一相电流与其他两相电流反向，而这一相电流恰好是电容器的充、放电电流。
为了简化计算，作如下假设：
（1）忽略换相过程，认为直流侧电流无脉动。
（2）滤波器的输出，完全跟踪了给定电流，以给定电流作为滤波器的输出。
根据假设，得到三相给定的补偿电流，如图5所示。
电容器的充、放电电流icap为：
在各阶段充、放电的电荷Q1（最大）为：
(14)
对电网电流进行付里叶分解，得基波有功电流的有效值：
(15)
式中μ=π/3，为波形系数，由式（15）及式（5）及式（6），得：
1(16)
由式（12）～式(16)可确定电容量。
需指出，当α较小时，补偿电流波形与图5有所差别，此时补偿电流在半周期中的过零点数增加，电容的充、放电频率增加，对应的最大电荷亦与式（14）不同，将有所减小，但设计时仍可以引用式（14），只不过此时的直流侧电压波动幅度减小。同时，滤波器的输出电流是围绕给定的补偿电流进行锯齿振荡，其积分效果与对给定的补偿电流的积分效果非常接近，所以这点假设是成立的。
4仿真结果
对一台给六脉波晶闸管相控变流器补偿的有源
滤波器进行仿真（EMTP）。图6中虚线为补偿前的变流器网侧电流（Id=140A，α=30°，γ=6.4°)。设Δu/u=5％，Uc=250V，最大超调控制在10％，有源滤波器的开关频率为5kHz，根据本文方法计算，取L=0.26mH，C=66.0μF。图6中实线为电网经补偿后的电流。图7给出了补偿后网侧的电流频谱，可见，高次谐波被大大削弱，同时，功率因数得到了改善，有源滤波器获得了较好的补偿效果，从而验证了本文的方法。
5结论
本文以六脉冲晶闸管相控变流器为补偿对象，研究了有源滤波器的进线电感及直流侧电容参数确定的解析方法。通过对补偿电流的跟踪性能及滤波器的输出电流的超调的折衷，确定电感量；通过满足一定的电压变化率，而要求的直流侧电容的最小贮存电荷量确定电容，为了获得解析表达式，文中采用了一些合理的简化手段。仿真结果验证了方法的正确性。
本文关键字：滤波器 电工文摘，电工技术 - 电工文摘
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