一种用于单相并网变换器的LCL-EMI滤波器解耦磁集成方法技术

本发明专利技术公开了一种用于单相并网变换器的LCL‑EMI滤波器解耦磁集成方法，属于滤波器磁集成技术及电磁技术领域。该方法包括如下步骤：步骤1：采用对称型LCL滤波器拓扑结构替换了传统非对称型LCL滤波器结构；步骤2：采用磁集成技术将对称型LCL滤波器和共模电感集成到同一EE型磁芯上，并建立相应的磁路模型，其中滤波电感和共模电感分别绕制在磁芯边柱和中间磁柱上，磁芯中间磁柱不开气隙，两侧边柱开气隙；步骤3：分析计算所建磁路模型，并对磁芯尺寸以及EE型磁芯的气隙长度进行合理设计。本发明专利技术有效抑制共模干扰向差模干扰的转化，减小了滤波电感的匝数和体积，大大降低了输出滤波器的质量和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于单相并网变换器的LCL-EMI滤波器解耦磁集成方法
本专利技术涉及一种用于单相并网变换器的LCL-EMI(LCL滤波器-电磁干扰)滤波器解耦磁集成方法，属于滤波器磁集成技术及电磁

技术介绍
近年来，风力、光伏、潮汐等新能源发电方式迅猛发展，大量新能源入网使微电网系统不断完善的同时，也带来了许多亟待解决的问题。逆变器作为新能源发电系统中的能量转换单元，主要采用PWM(脉冲宽度调制)调制技术，但是，传统的PWM调制技术会导致输出信号在开关频率及其倍频处产生谐波，使注入电网的电流质量降低，甚至会影响电网的稳定运行。为滤除高次谐波，常采用LCL、LLCL等高阶无源滤波器，相比单L滤波器，这些高阶滤波器以同样的电感值可以获取更好的谐波衰减能力，但其结构上却需要多个电感和更多无源器件，极大增加了滤波器成本和体积。同时，随着高开关频率半导体器件的飞速发展，并网逆变系统的开关频率越来越高，过高的开关频率会导致较大的di/dt与du/dt，其将加剧电磁干扰对并网系统的影响。而传统非对称型LCL滤波器对传导共模干扰抑制能力较差，且易将传导共模干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于单相并网变换器的LCL-EMI滤波器解耦磁集成方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：采用对称型LCL滤波器拓扑结构替换了传统非对称型LCL滤波器结构，即将传统非对称型LCL逆变器侧电感和网侧电感，用感抗值为原电感二分之一且关于滤波电容上下对称的四个电感代替；/n步骤2：采用磁集成技术将对称型LCL滤波器和共模电感集成到同一EE型磁芯上，并建立相应的磁路模型，其中滤波电感和共模电感分别绕制在磁芯边柱和中间磁柱上，磁芯中间磁柱不开气隙，两侧边柱开气隙；/n步骤3：分析计算所建磁路模型，并对磁芯尺寸以及EE型磁芯的气隙长度进行合理设计。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于单相并网变换器的LCL-EMI滤波器解耦磁集成方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采用对称型LCL滤波器拓扑结构替换了传统非对称型LCL滤波器结构，即将传统非对称型LCL逆变器侧电感和网侧电感，用感抗值为原电感二分之一且关于滤波电容上下对称的四个电感代替；
步骤2：采用磁集成技术将对称型LCL滤波器和共模电感集成到同一EE型磁芯上，并建立相应的磁路模型，其中滤波电感和共模电感分别绕制在磁芯边柱和中间磁柱上，磁芯中间磁柱不开气隙，两侧边柱开气隙；
步骤3：分析计算所建磁路模型，并对磁芯尺寸以及EE型磁芯的气隙长度进行合理设计。


2.根据权利要求1所述的一种用于单相并网变换器的LCL-EMI滤波器解耦磁集成方法，其特征在于：所述步骤1中，传统非对称型LCL滤波器结构的传递函数如下：



式中：L1＇为逆变器侧电感，L2＇为电网侧电感，Cf＇为滤波电容，s为微分算子。


3.根据权利要求1所述的一种用于单相并网变换器的LCL-EMI滤波器解耦磁集成方法，其特征在于：所述步骤1中，对称型LCL滤波器拓扑结构其开环传递函数如下：



式中：L1为逆变器上侧电感，L3为逆变器下侧电感，L2为电网上侧电感，L4为电网下侧电感，Cf为滤波电容，s为微分算子。


4.根据权利要求1所述的一种用于单相并网变换器的LCL-EMI滤波器解耦磁集成方法，其特征在于：步骤2中根据所述建立的磁路模型，得到各滤波电感磁通表达式：



其中：Φ1为电流i1产生的总磁通量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小强，刘毅，姚宇轩，伍小杰，周露露，赵艺航，蒋苏，徐塑哲，
申请(专利权)人：中国矿业大学，电光防爆科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32