[发明专利]一种单相桥式整流型负载等效电路参数提取的统一方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路参数提取的方法，特别是对于采用单相桥式整流型电路作为其电源电路的电路参数提取方法。

背景技术

随着电力电子技术的发展，采用开关电源和频率变换装置的用电设备获得广泛应用，配电系统中谐波源负荷的数量和种类也越来越多，如台式计算机、紧凑型荧光灯、液晶电视机、笔记本电脑、采用变频调速技术的空调器、洗衣机、电冰箱等，在配电系统中得到了广泛应用。这些设备一般采用单相桥式整流型电路作为其电源电路，其单台额定功率不大，但总谐波畸变率接近甚至超过100％，且在配电系统中分布得广泛而随机，其电能质量问题引起了广泛关注。

目前关于单相桥式整流型负载的电能质量特性分析手段主要是实验、电路仿真。实验研究的结果仅适用于实验环境电压条件下的被测负载；电路仿真方法很容易拓展至使用类似电路的其它负载，也适用于不同的仿真条件，但不同厂家、不同负载对应的电路参数不同，对外表现出不同的频谱特性，用于电能质量分析的电路参数提取很难实施。

因此需要一种方法能对不同电压和不同负载情况都能够提取出其电路内部的参数。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种单相桥式整流型负载等效电路参数提取的统一方法，该方法通过负载的外特性提取内部电路参数，对不同输入端电压条件具有鲁棒性、对不同单相桥式整流型负载具有通用性。

本发明提出的单相桥式整流型负载等效电路的参数提取方法，包括下列步骤：

(1)测量并记录单相桥式整流型负载的输入端电压v_ac(θ)，依据输入端电压v_ac(θ)的波形确定电压波形峰值v_ac，max和输入端电压的周期T；测量并记录输入端电流脉冲i_ac(θ)，并依据输入端电流脉冲i_ac(θ)波形确定输入端电流脉冲的底部宽度A，电流脉冲的高度B、电流脉冲的峰值时刻所对应的弧度角γ_max；

(2)将输入端电压数据通过快速傅立叶变换获得各次谐波电压的幅值V_h和相位并确定输入端电压表达式，输入端电压为：

式中，h为谐波次数，V_h为h次谐波电压的幅值，为h次谐波电压的相位，H为所关注的最高次谐波次数，θ＝ωt，ω＝2πf，f为基频；

(3)直接在波形上通过对采样点的计数确定输入端电流脉冲的底部宽度A，通过输入端电压和电流脉冲的底部宽度A确定二极管的导通角α；通过输入端电压和电流脉冲的底部宽度A确定直流侧等效电压V_dc，电路在电容充电阶段的微分方程：

ωLdiac(θ)dθ-Vdc=vac(θ)]]>

式中，V_dc为直流侧等效电压，在区间α≤θ≤α+A内将上述微分方程两端积分，并且i_ac(α+A)＝0，i_ac(α)＝0，直流侧等效电压为：

式中，α为二极管的导通角；

(4)通过输入端电压电流脉冲的高度B、电流脉冲的峰值时刻所对应的弧度角γ_max和直流侧等效电压V_dc确定输入端滤波电感L，并通过下列公式来确定输入端滤波电感L：

式中，γ_max为电流脉冲的峰值时刻所对应的弧度角；

(5)通过负载耗散功率P和直流侧等效电压V_dc确定负载等效电阻R，负载等效电阻R为：