基于新型升压自耦变压器的12脉波整流系统

为扩展自耦变压器的应用范围,增大其升压比,通过分析多脉波整流系统对移相自耦变压器输出电压的要求,给出了新的移相自耦变压器移相角范围;设计了移相角为π/2的自耦变压器,将其应用于12脉波整流系统,并计算分析了系统输入电流、负载电压和磁性器件容量。理论分析、仿真结果和实验结果表明,移相角等于π/2时,自耦变压器容量仅为系统输出功率的63%,且自耦变压器具有结构对称性好和绕组个数少等优点。     

一种新型升压18脉波自耦变压整流器的研究

为使多脉波整流器满足某些特定升压场合对输出直流电压的需求,该文对星形自耦变压器进行优化设计,提出一种直流侧输出电压可变的低容量新型18脉波自耦变压整流器。基于18脉波整流器对新型自耦变压器结构的要求,确定新型自耦变压器的相量图及各绕组之间的匝比关系,设计自耦变压器升压拓扑,给出拓扑的升压范围,分析其工作原理,详细推导电压增益与输入电流总谐波含量、输出直流电压以及整流器所用2种磁性器件等效容量之间的基本关系与变化规律,比较几种不同结构升压整流器系统等效容量。理论分析、仿真结果表明,所提出的自耦变压整流器不仅能够实现18脉波整流,而且具有系统功率密度高,体积小等优点,适合运用于三相四线制升压整流场合。     

基于星形联结自耦变压器的高功率密度12脉波整流器研究

为减小移相变压器的等效容量,并降低其绕组结构的复杂程度,提出一种等效容量小、绕组结构简单的星形联结移相自耦变压器。根据多脉波整流器对移相变压器的要求,确定了星形联结移相自耦变压器的相量图以及各绕组之间的匝比关系;定义了应用星形连接自耦变压器的12脉波整流器的开关函数,并应用该函数分析了12脉波整流器的输入电流和负载电压,并计算了该整流器所使用的3种磁性器件的等效容量。理论分析、仿真及实验结果表明,该整流器可以实现12脉波整流,且具有系统功率密度高、结构简单等优点,适合应用于三相四线制的大功率整流场合。     

两种星型自耦变压器升压模型研究

为使多脉波整流系统中的自耦变压器满足某些升压场合的应用,需对其结构进行改进设计。星型自耦变压器能显著提高功率密度,其结构可通过改变电源在原边的接入点实现升压。故基于12脉波整流系统分析了星型I和星型II自耦变压器升压数学模型,设计了对应的升压拓扑,给出了两种拓扑的升压范围,比较了相同升压比时两种拓扑的等效容量。在两种升压拓扑中,当升压比小于3时,随着升压比的增大,两种自耦变压器的等效容量增幅较大。当升压比大于等于3小于50时,随升压比的增大自耦变压器的等效容量增大较慢。当升压比大于50时,随升压比的增大自耦变压器的等效容量基本保持在各自稳定值,不再有较大波动。在相同升压比时,星型II自耦变压器升压拓扑较星型I自耦变压器升压拓扑容量小约15%,更适用于升压场合。仿真实验验证了理论分析的正确性。     

输入侧断相对自耦型12脉波整流器的影响

分析了输入侧断相对使用升压型三角形联结自耦变压器的12脉波整流器的影响,给出正常工作和断相运行时整流器各处的电压和电流特征。理论分析和实验结果表明,两整流桥输出电压的瞬时差是形成12脉波整流的关键;断相时,12脉波整流器等效为两个具有相同输入电压的单相全桥整流电路的并联,两整流桥输出电压瞬时差等于零,导致负载电压为2脉波,直流侧电能质量显著降低;所断相的输入电流等于零,整流器工作于严重的不对称状态。     

24脉波整流变压器铁心采用共轭式与非共轭式结构分析

对24脉波整流变压器铁心采用共轭式与非共轭式的结构特点进行了分析。目前24脉波整流变压器有多种实现方式:①一台自耦变加两台共轭式整流变压器每台共轭式整流变压器网侧移相实现12脉波相两台实现24脉波。②一台自耦变加四台整流变压器每台整流变     

移相变压器不对称对多脉波整流系统的影响

移相变压器结构不对称是多脉波整流系统常见的现象.通过分析多脉波整流系统对移相变压器结构的要求,给出了移相变压器的结构不对称类型,研究了不同不对称类型对移相变压器输出电压有效值和相位差的影响.以三角形联结自耦变压器为例,通过仿真和实验分析了原边绕组不对称对整流系统的影响.实验结果表明,当绕组不对称时,系统各处电压和电流相对于对称时均产生较为明显的改变,且输入电流中含有5、7次等非特征次谐波,系统长期运行于不对称状态会对电网产生较大污染.     

新型自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器阀侧绕组

对新型自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器用于12脉波整流时阀侧绕组所涉及的相关问题进行研究,提出延边三角形联结的阀侧绕组匝数、移相角、电压及电流的计算方法,并列举相关实例.     

非对称12脉波整流自耦变压器绕组结构研究

传统的基于自耦变压器的多脉波整流电路在输入电压不变时只能输出特定的电压。针对非对称型自耦变压器建立了自耦变压器绕组抽头位置参数和输出电压之间的关系,提出了不同输出电压要求下非对称型12脉波整流电路自耦变压器绕组的不同设计方法;并进一步研究了电压变换比对变压器容量的影响。计算分析得到了具有最小变压器容量的连接方式,给非对称型多脉波整流变压器设计提供一种设计准则。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

过移相和欠移相对12脉波整流系统的影响及抑制措施

根据自耦变压器的绕组结构和电气量之间的关系,分析了移相角与绕组匝数的关系。定量分析了移相角与输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数之间的关系,分析表明过移相和欠移相均会使输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数增大;为抑制输入电流中的非特征次谐波,提出了谐波抑制电抗器和相间电抗器相结合的12脉波整流系统,该系统结构简单、对称性好。仿真和实验结果表明了理论分析的正确性,所提多脉波整流系统可有效抑制输入电流中的非特征次谐波,减少过移相和欠移相对12脉波整流系统的影响。     

使用六绕组隔离变压器的大电流整流器研究

为提高整流器的电流输出能力,设计了一种基于六绕组隔离变压器的大电流整流器。该整流器使用六绕组隔离变压器作为移相变压器,隔离变压器的原边绕组采用三角形联结,副边绕组相互独立,输出3组相位依次相差120°的单相电压,分别为3组单相整流桥供电,可有效增大电流输出能力。理论分析、仿真及实验结果表明,该大电流整流器的输入侧和负载侧的电能质量与传统的双反星形整流器相同,但电流输出能力为双反星形整流器的1.5倍;另外,该大电流整流器所用隔离变压器的容量要小于双反星形整流器所用变压器的容量,这在一定程度上可以提高该整流器的功率密度。     

两种新型24脉波整流电路

本文提出了两种新型的24脉波二极管整流电路。通过增加两个二极管和特殊的抽头均衡变压器将传统的12脉波整流电路改进成新型的24脉波整流电路，输入电流不含5、7、11、13、17、19次谐波。整流电路使用自耦变压器使得所需变压器的容量大大减少，第二种电路的自耦变压器容量(0.14Po)比第一种电路的容量(0.23Po)更小。仿真和实验结果证实两种电路的可行性     

基于叉形联结自耦变压器的大电流整流器研究

为减小移相变压器体积,提高整流器功率密度,提出一种使用叉形联结自耦变压器的6相大电流整流器。通过分析大电流整流器的特点,得到理想大电流整流器应由移相自耦变压器和两组三相半波整流电路组成;根据大电流整流器对移相自耦变压器的结构要求,设计移相角等于π/3的叉形联结自耦变压器,将其应用于大电流整流器,分析大电流整流器的输入电流、负载电压及叉形联结自耦变压器的容量。理论分析和实验结果表明,所提出的大电流整流器与双反星形整流器具有相同的电能质量,但输出相同的负载功率时,叉形联结自耦变压器的容量比双反星形变压器小30%,可显著提高整流器的功率密度。     

一种12脉冲整流器用的新型自耦变压器分析

采用一种新型的移相自耦变压器构建了大功率12脉冲整流器,理论分析表明,该变压器与传统的12脉冲整流变压器相比具有理想的输入特性指标,并可降低系统的成本和体积。实验结果验证了理论推导的正确性。     

整流器功率平衡的多级串联高压变频器

现有实用的中高压变频器方案包括功率开关直接串联的两电平逆变器、单相逆变器的多级串联变频器、三相直接输出的三电平逆变器。该文提出一种整流器功率平衡的多级串联高压变频器,即一个整流器负担三个对称的单相交流电压输出,相位相同的单相逆变器通过变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、整流器与逆变器阵列、载侧高频升压变压器构成。串联级数为N的多级串联高压变频器包括N个整流器和3N个单相逆变器。该文分析这种变频器的拓扑构成和载波移相调制原理,并利用MATLAB/SIMULINK给予仿真分析,所得结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本。     

Harmonic cancellation by mixing nonlinear single-phase andthree-phase loads

The voltage on the distribution line is, in most cases, distorted even at no load of the transformer. This is due to the “background” distortion on the medium-voltage line caused by the large number of single-phase nonlinear loads, such as PCs, TVs, VCRs, etc. This paper proposes a method to mix single-phase and three-phase nonlinear loads and reduce the harmonic currents significantly. The dependence of the phase angle of the harmonic currents as a function of the short-circuit impedance is investigated using SABER for the three-phase and the single-phase diode rectifier both with and without DC-link inductance. The phase angle of the fifth harmonic current of a three-phase diode rectifier is always in counterphase with the fifth harmonic current of a single-phase diode rectifier. This leads to the conclusion that adding three-phase rectifier load can actually improve the power quality at the transformer. This is also validated by a number of on-site measurements in several applications of three-phase adjustable-speed drives     

用于多脉波整流的直线式移相变压器

在多脉波整流中,为了优化结构和改善电能品质,提出一种类似于直线电机的直线式移相变压器。不同于普通移相变压器,该移相变压器采用直线式铁心结构,易于绕组布置和大功率场合下的模块化叠加,电路结构更为简单。以3相/12相直线式移相变压器为例,阐述其在多脉波整流中的应用原理,解析气隙平移磁场;基于磁动势平衡理论,阐述消除网侧主要谐波电流的原理;开展有限元仿真分析和样机实验,证明直线式移相变压器能较好地改善输出直流电压和抑制网侧谐波电流,验证了直线式移相变压器的有效性。     

三相升-降压PWM整流器Fuzzy-PI控制算法

针对直流电机控制等应用领域对大范围连续平滑可调直流电压的需求,分析了现有升-降压整流系统的不足,基于三相电压型升-降压PWM整流器的工作原理,按照有效降低开关损耗、控制简单、易于工程实现等原则,用拓展零矢量对传统SVPWM控制策略进行改进,建立了相应的数学模型,进行了相应的数学分析,设计了自适应模糊控制和PI控制相结合的双模控制方案,并通过Matlab7.11环境下的离散化模型仿真,将新控制算法与已有控制算法比较,证明了新控制算法的良好效果。     

基于直流侧有源谐波抑制方法的高功率密度多脉波整流器

为提高多脉波整流器的谐波抑制能力和功率密度,提出了一种使用直流侧有源谐波抑制方法和星形联结自耦变压器的多脉波整流器。该整流器的两个整流桥分别与两个Boost变换器相连,通过控制Boost电路的输入电感电流使整流器输入电流近似为正弦波;使用星形联结自耦变压器作为移相变压器,该变压器绕组结构交互联结,可显著降低变压器的容量,提高系统的功率密度。计算了使整流器输入电流为正弦波时的Boost变换器电感电流理论波形,并给出了可实现的电感电流波形,进一步分析了直流侧谐波抑制方法对星形联结自耦变压器容量的影响。仿真及实验结果表明,该整流器可有效抑制输入电流谐波,且具有较高的功率密度。