= 2153.5Hz。满
足要求：10f1 = 500 < fres < fsw = 5000。 在现实情况中， 由于网侧除了L2 之外还有电网电感和和变压 器漏感，所以网侧电感L2 较计算值要求稍小。 综上所述：L1 = 1.8mH，L2 = 1.1mH，C3 = 8uf。 二.直流侧电容 C[4]：
考虑最大允许直流电压：
Байду номын сангаас
假设Tr 为电压环响应时间， 最大输出功率变化， 电压。且
为最大直流电压变化，
为
为直流侧电容交换的能量， 为直流侧
此时直流侧电压的变化为：
考虑到直流最大可变电压为
，
参考文献 [1]Design and control of an LCL-filter-based three phase active rectifier. [2]Step-by-step design procedure for a grid-connected three-phase PWM voltage source converter. [3]Grid-filter design for a Multimegawatt medium-voltage voltage-source inverter. [4]AC/DC/AC PWM Converter with Reduced Energy Storage in the DC Link. [5]三相电压型整流器的 LCL 型滤波器分析与设计. [6] Analysis and comparision of space vector modulation schemes for three-leg and four-leg voltage source inverters. [7] Step-by-Step Design Procedure for a Grid-connected Three-Phase PWM Voltage Source Converter.
L1 L
fres =
1 L1 + L2 1 1+r 1 1+r = = ① 2pi L1 L2 C3 2pi rLC3 2pi rL1 C3
i1 1 = ② i2 1 + r 1 − 4pi2 fsw 2 L1 C3 由式①可知（2pifres ） rL1 C3 = 1 + r，且令 res = k（k<0.5） ，
原则： 滤波电容吸收的基波无功功率不能大于系统总功率的 5%。 C< λP 3 ∗ 2������������ ∗ Us 2 = 0.05 ∗ 10000 = 11uf 3 ∗ 2������ ∗ 50 ∗ 2202
式中，P 为整流器的额定有功功率，Us 为电网相电压有效值，f 为电网频率。 如果传感器采集网侧电流和电容电压[7]， 滤波电路可等效为：
d （1+r ） 1+d （1+r ）
⑤
L2 = rL1 因为要求电流波形失真率 （THD） ≤3%， 所以取谐波衰减比 d=0.03 （即谐波电流占额定电流的 3%） 解出：r=0.615，则L2 = 1.1mH。 此时 LCL 滤波器谐振频率为：fres =
1 2 1 2pi L 1 +L 2 L1 L2 C3
=0.866，此时 Ud ≥539V；当直流侧电压为 800V 时，
m=0.583。考虑直流侧电压范围在：538.9V-800V 时，调制比 m
的范围是：0.583≤m≤0.866.(600V 对应调制比 m=0.778) + 当考虑三相电网电压波动为 20%时， Ur 范围是： − 248.9V—373.4V， 此时调制比范围是： 0.467≤m≤0.866 （如果 Ur 为 373.4V 且直流侧电压为 600V 时，调制比为 0.933。当调制比 为 0.866 时，直流侧最低电压为 646.7V） 当 m=0.5 时， 纹波电流取得最大值， 且为Ippmax =
f sw 2 f
式②可以化为： 1 =
i2 i
i
1
1 −1 （1+r ） k2
③。 ④
设 1 = d，则可以得到 k=
i2
d （1+r ） 1+d （1+r ）
因为高次谐波的衰减比例在设计滤波器参数时是已知量， 因此可 以得到谐振频率fres = fsw 联立①式和⑤式得到： d（1 − ωsw 2 C3 L1 ）r 2 + 2d + 1 − dωsw 2 L1 C3 r + d + 1 = 0 L1 = L 1+r
因此
此时为了使桥侧无功功率因数为 1，可使 x=xc ，因此，
（其中En 为线电压有效值，Pn 为额定有功功率） Cf = L ∗ Pn 2 En 4 1.7 ∗ 10−3 ∗ 100002 = = 8.2uf < 11������������ 3804
满足条件，取Cf = 8uf （三）网侧电感L2 设计[1][5]： 首先令 r= 2 ，令 L=L1 + L2 =（1+r）L1
LCL，C 参数设计
一．交流侧 LCL： 1.系统参数： 额定功率：10KW;额定线电压：380V;电网频率：50HZ 开关频率：10KHZ；直流侧电压范围：600-800V 2.滤波器设计： （一）逆变器桥侧电感L1 设计： （1）L1 初始值设计[1][2][3]： 基于假设条件：在开关频率处，电容阻抗忽略不计，但 是谐波存在。在开关频率处，逆变器只看L1 的阻抗，所以电 流纹波的增加只与L1 的值有关。另外，L1 必须承受高频电流 而L2 只需承受电网频率电流。
其中 令
是前项自导纳， ，谐振频率为
是前项导纳。 ，
对于七段式 SVPWM， 电感纹波电流为[6]： 其中 m 为调制比。
SVPWM 调制比定义为：m = 2 r （ Ur 为相电压峰值，Ud 为直流
U 3 d
U
侧电压） 。
为避免过调制，合成矢量最大值为六边形内切圆半径，因此调制 比 m≤
3 U 3 d 2 U 3 d
0.083Vg ∗Ts Ippmax 10000
=
0.083∗800∗10−4 3.8
=1.8mH
（2）L1 电感值修正[3]：
由上面算出来的电感L1 是基于假设条件得出，如果开关 频率较低， 即谐振频率和开关频率特别接近时， L1 需要修正。 此时可适当增加电感L1 的值。 （二）电容C3 设计[1]：
0.083 ∗V g ∗T s L1
（Vg 为直流侧额定电压，Ts 为开关周期，L1 为逆变桥侧电感） 。 一般情况下，纹波电流为 15%~25%的额定电流。在 LCL 滤波器
中，可允许电流纹波最大值对逆变桥侧的电感 L 的体积大小 和成本有很大的影响。电流纹波意味着对磁芯材料的和尺寸 厚度选择来避免磁饱和以及减少因线圈和磁芯损耗而产生 的热量。 然而， 电流和电压的限制条件之间的取舍还不清楚， 但是电流纹波最大值受到 IGBT 额定电流和 IGBT 散热所限制， 而最小纹波电流受到直流侧电压和 IGBT 额定电压限制。[3] 因此，考虑 IGBT 最大发热情况，选择最大纹波电流为 25% 额定电流。即Ippmax = 25%IN = 0.25 ∗ 3∗220 = 3.8A。 电感有最小值L1min =