• 三相PFC电流不平衡的解决方法---记录一次问题的现象和解决办法


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    问题现像

    解决问题的方法

    总结


    问题现像

    这是一个输入三相220V,额定输出DC800V的三相PFC,额定功率22Kw.

    在进行三相PFC开发时遇到一个问题,当测试三相电流的THD时,发现三相的THD不一致,有大有小,虽然都在5%以内,但是不平衡。后面同时用三个电流钳查看三相电流确实有大小不一的情况,但也不明显,这里没有实际硬件测试图片就先不放了,这里通过仿真图还原实际情况。

                                                   闭环运行的三相电流波形

    开始以为是三相输入电压不平衡,通过测试发现并不是三相电压不平衡。也考虑了是不是电角度计算不对,但也查了输出的角度没有问题。

    后来,打印出每一路输入信号的波形,发现都没有异常,但是把采样到的母线电压放大看后发现不对劲,母线采样到的电压有波动,大概4V左右。好像引入了50Hz的低频信号。

     再后来,母线电压的采样电路参数进行各种调整,依旧没有很好的效果,采样出来的数据还是有不小的波动,高压大功率系统就是这样,硬件问题暂且没有很好的得到解决。

    解决问题的方法

    硬件没有解决,通过软件来尝试,看到母线电压的波形,要抑制50Hz的信号刚好可以用之前说的Notch-Filter. 说试就试

    先模拟一下采样到的电压有波动的现像,在simulink里母线电压反馈的地方注入一个50Hz,4V的扰动,看看效果:

     换算后的AD值,和我们MCU采样到的就很像了,再看看三相电流和实际电路上差不多,电流不平衡

     添加Notch-Filter, 根据扰动的频率,设计Notch-Filter的参数,参考以下文章

    Simulink 窄带陷波滤波器(Notch filter)仿真到代码生成_卡洛斯伊的博客-CSDN博客_陷波滤波器代码

    添加了Notch-Filter后出现了新的问题,系统的传递函数也将发生变化,之前的参数会有很大的振荡,尤其是负载发生变化的时候,超调大和振荡时间长,很明显不能满足系统应用

     这里采取的办法就是调整控制器的带宽,避开Notch-Filter的点

     

     设计好控制器后仿真一下,母线电压滤波后和滤波前的波形

    三相电流看起来就很均衡了 

     生成代码下载到硬件上面后,三相的THD也均衡了,问题算是基本解决

    总结

    这种方法相当于避开了采样波动或者硬件干扰的问题,也算是一个方法吧,供参考,后面考虑如何从硬件问题上解决根本问题。

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/weixin_42665184/article/details/126914106