اندازه خازن فیلتر (Cf) با بهره گرفتن از معادله (۲-۲۰) بدست میآید که در آن فرکانس رزونانس و سلف از مقدار بدست آمده در قسمت قبل میباشد. فرکانس رزونانس به صورت مضربی از KHz انتخاب میشود تا پهنای باند بزرگی برای جداسازی ولتاژ هارمونیکی تولید کند. به عنوان مثال، میتوان برای عملکرد SAF، f0=2.5KHz انتخاب کرد تا هارمونیکهای زیر فرکانس ۲.۵KHz ( هارمونیک پنجاهم ) به طور مؤثر جداسازی شوند. با بهره گرفتن از فرکانس رزونانس داده شده و مقدار Lf بدست آمده در بالا، مقدار خازن برای SPSAF و TPSAF به ترتیب و بدست میآید.
(۲-۲۰) |
برای تعیین Rd بایستی مقدار مقاومت داخلی سلف (Rf) و تلفات هسته SIT در حدود فرکانس رزونانس، که به صورت یک مقاومت معادل (Rc) نشان داده میشود را در نظر گرفت. با توجه به شکل ۲-۱۱ میتوان تابع تبدیل SRF را اصلاح کرد که به صورت معادله (۲-۲۱) درخواهد آمد.
(۲-۲۱) |
شکل ۲-۱۱ : مدار SRF با RC و Rd.
۲-۴- کنترل فیلتر اکتیو سری
سیستم کنترلی SAF شامل شش واحد اصلی کنترل میباشد که عبارتند از : HIC، FCC، RDC، PWM، PLL و HFE. جزئیات مربوط به هر یک از واحدها در زیر ارائه شده است.
۲-۴-۱- کنترلکننده جداساز هارمونیک
HIC به منظور جلوگیری از جاری شدن جریان هارمونیکی بین منبع و بار مورد استفاده قرار میگیرد و از جریان هارمونیکی خط (iSh) و ولتاژ هارمونیکی بار (VLh) به عنوان ورودی جهت تولید ولتاژ مرجع (VSAFh*) برای جداساز هارمونیک استفاده میکند. در HIC از یک مقاومت مجازی (Khi) استفاده شده که با اعمال آن به جریان هارمونیکی خط، ولتاژ هارمونیکی منبع (VSh) شبیهسازی شده است. با اندازه گیری مستقیم نمیتوان به سیگنالهای هارمونیکی دست پیدا کرد. بنابراین سیگنالهای اندازهگیری شده را باید به گونهای تجزیه کرد که سیگنال مؤلفه اصلی و هارمونیکی از یکدیگر جدا شوند.
قاعده کنترل برای جدا سازی هارمونیکی به صورت معادله (۲-۲۲) میباشد که در آن ghi و ghv توابعی برای استخراج جریان هارمونیکی خط و ولتاژ هارمونیکی بار میباشند. کارایی جداسازی هارمونیکی به دقت و پهنای باند ghi و ghv، همچنین مقادیر Khi و Khv بستگی دارد. بلوک دیاگرام HIC برای کاربردهای تکفاز و سهفاز در شکل ۲-۱۲ نشان داده شده است.
(۲-۲۲) |
مقدار Khi توسط پایداری مدار قدرت محدود میشود. مخصوصا زمان تاخیر برای اندازه گیری و کنترل (Td) به شدت مقدار Khi را محدود میکند [۳۰]. در بخش ۲-۴-۶ رابطه بین Khi و Td داده میشود و روشی برای جبران زمان تاخیر مورد بحث قرار میگیرد.
(الف) | (ب) |
شکل ۲-۱۲ : بلوک دیاگرام کنترلکننده HIC برای (الف) SPSAF و (ب) TPSAF.
در عمل مقدار Khv بین ۰ و ۱ انتخاب میشود به طوری که Khv=0 یعنی ولتاژ هارمونیکی به مسیر پیشرو کنترلکننده اعمال نمیشود و Khv=1 یعنی کل سیگنال هارمونیکی به مسیر پیش رو اعمال میگردد. با این حال، اگر دقت ولتاژ هارمونیکی بار بالا نباشد، بایستی از Khv کمتر از ۱ استفاده کرد.
۲-۴-۲- کنترلکننده مؤلفه اصلی
FCC مؤلفه اصلی ولتاژ منبع و بار (VS1,VL1) را پردازش کرده و سیگنال مرجع VSAF1 را برای تنظیم ولتاژ بار تولید میکند. چون نمیتوانیم VL1 را مستقیما در بار V-type اندازه گیری کنیم، بایستی از واحد HFE برای پردازش ولتاژ بار استفاده کنیم. دقت و سرعت پردازش VL1 بایستی بالا بوده تا سیستم با کنترلکننده فیدبک کارایی بالاتری داشته باشد. در بخش HFE این مساله مورد بررسی قرار میگیرد و روش جدید AVM معرفی خواهد شد.
۲-۴-۲-۱- تبدیل محورها
اندازه مؤلفه اصلی یک سیگنال تکفاز یا سهفاز را میتوان به صورت یک جزء حقیقی و یک جزء موهومی در قاب مرجع سنکرون ( قاب ‘de-qe’ ) که با زاویه فاز مرجع میچرخد، بدست آورد [۵],[۲۵].
در مورد سهفاز، C ماتریس انتقال توان ثابت به دستگاه مرجع ساکن ( قاب ‘ds-qs’ ) میباشد که در معادله (۲-۲۳) نشان داده شده است. با اعمال ماتریس C به سیگنالهای سه فاز (Xabc) خروجی آن برابر Xdqs میباشد. با ضرب Xdqs در ماتریس تبدیل T معادلات به دستگاه مرجع سنکرون ‘de-qe’ منتقل میشوند که به صورت معادله (۲-۲۴) نشان داده شده است. به طور مشابه میتوان Xabc را از Xdqs با بهره گرفتن از تبدیلات معکوس C-1 و T-1 از روابط (۲-۲۵) و(۲-۲۶) بدست آورد.