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数字PFC

数字PFC控制:实现电机控制系统监控的增值

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<font color="#FF8000">作者:Dara O’Sullivan ADI公司系统应用工程师</font>

功率因数校正(PFC)对于工业电机驱动来说越来越重要,这在很大程度上是因为共用事业公司一端加强谐波含量监管所导致的;其他附带好处包括:效率、电压质量和导体额定值。与模拟器件相比,数字PFC控制器成本更高,且可能更复杂。但是,如果考虑到主电机控制处理器的功能,则数字PFC能为整体系统设计带来极大的附加价值。

本文强调数字PFC控制器在整体系统监控、保护和时序方面为工程师带来的系统级优势。该控制器在真实电机控制系统平台上的部署以图例和/或图形表示,并显示硬件以及软件框架,同时辅以实验验证。

数字PFC控制:实现电机控制系统监控的增值

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<strong>简介<strong/>

功率因数校正(PFC)对于工业电机驱动来说越来越重要。这主要 是因为公用事业公司一端加强谐波含量监管所导致的。但部署 PFC也有好的一面,比如改善整体系统效率、导体额定值和分配 电压质量;这些优点对于工业环境下的其他负载(如直接在线感 应电机和变压器)可能是很重要的。PFC可以使用有源电路拓扑 来实现,比如单相[1]或三相升压型整流器[2],或者通过无源方 式实现;后者需正确使用低频电感和电容,以便形成交流线路 电流包络。两种形式的PFC均试图重现正弦或近似正弦的线路 电流,并与线路电压同相,从而最大程度减少来自公用事业公 司、产生损耗的谐波电流和无功功率流。有源和无源PFC之间的 权衡取舍与成本、无源元件权重和数量,以及PFC相关损耗 有关。

在单相电机驱动中,有源PFC使用广泛。对于三相系统而言, 无源谐波校正使用更广,且三相线路上通常含有50 Hz或60 Hz大电 感,或者在整流器的直流侧含有单个电感。然而,在较高功率 下使用有源PFC能获得某些优势。有源PFC解决方案(直流或交流侧)可提供最优电感尺寸、更低的功率损耗、重量和最佳功 率因数。
在单相应用中(比如低功耗电机驱动),默认使用如图1所示的整流 器输入升压转换器。