王 艳 冯晟伟

（1.昆明学院，昆明 650032；2.昆明地铁运营有限公司，昆明 650032）

并联型有源滤波器（Active Power Filter，APF）能对频率和幅值都变化的谐波跟踪补偿，补偿效果良好。就综合补偿能力而言，在较常见的三单相全桥结构、电容分裂式结构和四桥臂结构这3种四线制APF结构中，四桥臂结构是最优的选择[1-2]。多电平技术可使APF具有更高的电压等级和装置容量，滤波效果更好。本文以三电平四桥臂APF做为研究对象，对相关参数的选取进行介绍[3-4]。图1为三电平四桥臂APF系统组成。

图1 三电平四桥臂APF系统结构

1 功率开关器件IGBT基本参数计算

1.1 IGBT额定电压

IGBT模块的额定电压与APF的输入电压密切相关。输入电压经整流和滤波后，直流母线电压的最大值是确定IGBT模块的额定电压的基本参数。在开关工作条件下，IGBT模块的额定电压一般要求高于直流母线电压最大值的2倍，并据此选择IGBT模块的电压等级。

1.2 IGBT额定电流

因为APF需要补偿高频谐波信号，所以要求IGBT可以承受较高的开关频率。考虑到流过IGBT的电流及散热，有工程经验公式：

式中：PAPF为APF设计容量；OL为过载倍数，一般取OL=2；λ为电流脉动因数（一般取λ=120%）；Vac为三相交流线电压有效值；PF为功率因数；η为滤波器效率（一般取η=0.9）。

根据APF的设计容量和输入电压，将各个系数带入式（1），可得滤波器正常工作时的峰值电流Ic。考虑到工作时的电压、电流冲击，IGBT的参数选择应留有充足的裕量。IGBT模块的额定电流应选取为2～3倍的Ic（峰值）。

1.3 APF开关频率选择

频率调制比（器件的开关频率与最高次谐波频率之比）低于7时，会造成邻近谱瓣互相重叠，造成波形明显失真。……