理论教育 逆变系统性能指标的分析介绍

逆变系统性能指标的分析介绍

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了评价逆变器输出波形的质量,引入下述几个性能指标。总谐波系数THD显示了总的谐波含量,但它并不能告诉我们每一个谐波分量对负载的影响程度。很显然,逆变电路输出端的谐波通过滤波器时,高次谐波将衰减得更厉害。对于逆变装置来说,其性能指标除波形性能指标外,还应包括以下内容:①逆变效率;②单位重量输出功率;③可靠性指标;④逆变器输入电流交流分量的数值和脉动频率;⑤电磁干扰EMI及电磁兼容性EMC。

逆变系统性能指标的分析介绍

实际逆变器的输出波形除基波外还含有谐波。为了评价逆变器输出波形的质量,引入下述几个性能指标。

1)谐波系数HF(Harmonic Factor)

n次谐波系数HF,定义为第n次谐波分量有效值同基波分量有效值之比,即

HFn=Un/U1(6-45)

2)总谐波系数THD(Total Harmonic Distortion Factor)

总谐 波系数表征了一个实际波形同其基波分量接近的程度,输出为理想正弦波时THD为零。

3)畸变系数DF(Distortion Factor)

通常逆变电路输出端经LC滤波器再接负载,若逆变电路输出的n次谐波()有效值为Un,则经LC滤波器衰减后输出到负载的n次谐波电压ULn近似为

适当的选择LC使n次谐波容抗远小于感抗:1/nωcnωL、1/LCn2ω2。即谐振频率978-7-111-32395-2-Chapter06-58.jpg,则

式(6-48)表明逆变电路输出端的n次谐波电压经LC滤波器后要衰减n2ω/ωn)2倍,谐波阶次越高,经同一LC滤波器衰减后它对负载的影响越小。总谐波系数THD显示了总的谐波含量,但它并不能告诉我们每一个谐波分量对负载的影响程度。很显然,逆变电路输出端的谐波通过滤波器时,高次谐波将衰减得更厉害。为了表征经二阶LC滤波后负载电压波形还存在畸变的程度,引入畸变系数DF,并定义如下:

对于第n次谐波的畸变系数DFn可定义如下:(www.daowen.com)

DFn=Un/U1n2(6-50)

4)最低次谐波LOH(Lowest-Order Harmonic)

最低次谐波定义为与基波频率最接近的谐波。

5)功率因数(Power Factor)

在交流电路中,电压与电流之间的相位差φ的余弦叫做功率因数,用符号cosφ表示。在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosφ=P/S。功率因数的大小与电路的负载性质有关,如白炽灯泡电阻炉等电阻负载的功率因数为1,一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。

功率因数是电力系统的一个重要的技术数据,它是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。所以,供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。

6)波峰系数(Crest Factor)

波峰系数是负载的波峰电流与RMS电流的比值(RMS:方均根值,即平均值),大多数电子设备的波峰系数为1.4(1.4是正弦波峰值和平均值的比值)。当负载的波峰系数大于1.4时,UPS就必须提供负载要求的尖峰电流,如果UPS提供不了负载要求的尖峰电流,UPS输出电压就会发生波形畸变。

对于逆变装置来说,其性能指标除波形性能指标外,还应包括以下内容:

①逆变效率;②单位重量(或单位体积)输出功率;③可靠性指标;④逆变器输入电流交流分量的数值和脉动频率;⑤电磁干扰EMI及电磁兼容性EMC。

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