基于非常规平衡电抗器的直流侧谐波抑制方法

为提高多脉波整流器的谐波抑制能力,提出一种基于非常规平衡电抗器的直流侧谐波抑制方法.在常规平衡电抗器的基础上,增加一次侧抽头数和二次绕组,并通过一次侧抽头控制电路和二次侧整流电路与负载相连,进而提高整流器输出电压脉波数和输入电流的阶梯数,降低了输入电流总谐波畸变率(THD).以输入线电流THD最小为目标,分析非常规平衡电抗器的工作模式和参数优化设计方法.实验结果验证了理论分析的正确性,应用非常规平衡电抗器后,并联型整流器的输出脉波数可从12脉波增加至24、36、48脉波,输入线电流THD由15.15％降低至3.81％,谐波抑制能力得到显著提升.     

一种带辅助电路的12脉波整流电路

输入电流谐波含量高是多脉波二极管整流电路的一大缺点。该文提出了一种通过辅助电路回馈部分能量的12脉波整流电路,有效减小了输入电流谐波含量,提高功率因数。辅助电路由单相电压逆变器构成,产生交流辅助电压通过变压器耦合到主电路上,从而改善电流波形。此方法结构简单,易于对现有的传统12脉波整流电路进行改造。通过一台6kW,输入相电压150V的实验设备,验证了该方法的可行性。满载时输入电流ηTHD仅为3．8%。     

一种带PWM电流源的12脉波整流器研究

12脉波整流电路的输入电流含有大量谐波,在大功率场合会产生严重的危害.为此研究了一种带有源PWM电流源的12脉波整流器,通过增加一个小功率的半桥逆变电源,将其产生的特定三角波电流注入到整流器直流侧,即可有效抑制电网三相电流的谐波,使电网输入电流接近正弦波.分析了该整流器的谐波抑制原理,给出了有源PWM电流源的硬件实现方案.实验结果表明该系统结构简单,谐波抑制效果好,有较高的实用价值.     

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。     

基于PWM交流斩波的高压直流电源

本文提出了一种结构新颖的高压直流电源。该电源主要由两部分构成:交流斩波部分和12脉波整流部分。交流斩波器通过控制占空比方便地调节输出电压,而串联式的二极管12脉波整流器,则可得到高质量的高压直流。控制电路采样高压直流电压作为反馈,经PI调节器调节交流斩波器的占空比。仿真结果表明,该直流电源在输入及负载变化时,能够快速响应、输出稳定。实验结果证明了该方法的可行性。     

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。     

基于电力电子变压器的串联型12脉波整流器

针对串联型多脉波整流器中移相变压器体积大与重量高等问题,研究一种基于电力电子变压器的串联型12脉波整流器.该整流器由AC-AC变换器及高频多脉波整流器组成;分析了AC-AC变换器的工作原理,并根据工作原理设计了其控制策略,获得了AC-AC变换器输入、输出电压之间的定量关系;设计了Y/Δ/Y型移相变压器,并根据其结构获得了其输入电压与整流桥输入电压之间的数学关系;利用开关函数法确定了2个三相二极管整流桥的导通模态,建立了电力电子变换器输入电压与整流器输出电压之间的定量关系;引入等效电阻的概念,建立了整流器解析模型,获得了电力电子变压器输入电流以及输入功率因数的表达式.仿真和实验结果表明,使用电力电子变压器代替工频主变压器后,主变压器体积和重量减小三分之二,电力电子变压器输入电流THD值为6.5％左右,负载电压和电流保持恒定.     

特高压双12脉波直流换流站系统可靠性评估

全国电网互联的趋势加快了对特高压直流输电技术的研究.特高压换流站系统输送容量大,电压等级高,考虑运行及设备制造原因,通常采用的都是双12脉波接线.由于特高压相对超高压而言,具有更多的元件设备数和运行状态模式,针对特高压双12脉波直流换流站系统的可靠性评估将变得更加困难.基于Markov过程基本原理和累积状态之间转移频率的性质,建立了特高压双12脉波直流换流站系统的数学模型.通过将特高压换流站系统划分为若干个子系统,建立各子系统的状态空间图和等效容量模型,并加以层层组合,最终建立起能表征整个特高压换流站系统运行状态及其转移关系的等效容量模型.建立了完整的针对双12脉波接线方式行之有效的可靠性评估方法,通过对特高压双12脉波和超高压单12脉波换流站系统可靠性评估的计算分析比较,证明了该方法的可行性,分析了双12脉波换流站特定结构对系统可靠性产生的影响.     

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。     

一种直流侧带混合谐波抑制电路的24脉波整流器

常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染。为同时提高整流器交、直流侧电能质量,提出了一种直流侧带混合谐波抑制电路(Hybrid Harmonic Suppression Circuit, HHSC)的24脉波整流器。所提整流器由常规12脉波整流器、抽头变换器(Tapped Inter-Phase Converter, TIPC)和补偿电路(Compensation Circuit, CC)组成。TIPC的输出端与负载串联,直接调制整流桥的输出电流和电压。CC与负载并联,间接调制整流桥的输出电流,然后根据交、直流两侧电流关系和直流侧电压关系,最终使整流器输入电流接近正弦波,输出电压由12脉波倍增至24脉波。该方法仅需小容量(仅为输出功率的2.65%)的HHSC即可有效降低输入电流谐波和输出电压纹波,具有高谐波抑制性能、低谐波抑制代价等优点。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于双抽头电抗器的48脉波整流系统分析及MATLAB仿真

多脉波整流器以供电质量高、网侧电流畸变小等优点,被广泛应用于电解铝及地铁直流牵引供电系统中。在基于整流变压器原边三角形延长接法的24脉波整流系统基础上,提出实现48脉波整流系统的方法;通过数学计算得到实现理想48脉动整流时抽头电抗器的抽头变比;建立了MATLAB仿真模型,对环流、网侧电流与24脉波整流进行对比分析。仿真结果表明:通过设置合理的抽头变比,利用抽头电抗器可以实现理想的48脉波输出,并可以消除特定次网侧电流谐波,有效降低网侧电流总谐波畸变率。     

Power Quality Improvement in a Four-Phase Switched Reluctance Motor Drive using Twelve-Pulse AC/DC Converter

This article deals with a 12-pulse AC/DC converter for improving power quality in a midpoint converter based switched reluctance motor drive at AC mains. The conventional six-pulse AC/DC converter fed midpoint converter based switched reluctance motor drive injects high content of current harmonics into AC mains. The proposed 12-pulse AC/DC converter with a small rating passive filter is capable of eliminating harmonic currents from light load to full load with a high power factor. The proposed switched reluctance motor drive system is designed, modeled and simulated in Matlab/Simulink environment and its performance is compared with a conventional six-pulse AC/DC converter fed switched reluctance motor to demonstrate the power quality at AC mains. The simulated performance of the proposed 12-pulse AC/DC converter fed switched reluctance motor drive is experimentally validated for power quality improvement.     

A multilevel thyristor rectifier with improved power factor

The thyristor bridge rectifier is a reliable and cost-effective topology commonly used in medium-voltage applications. Low and load-varying input displacement factor (IDF) and poor input harmonic current profile are the main drawbacks of this topology and are gaining more and more importance. This paper proposes modification of a conventional (18-pulse) thyristor rectifier to achieve higher power factor. The proposed topology employs one gate-turn-off (GTO) device across each upper bridge to short them out when necessary, hence, lowering the voltage level, decreasing the delay angle, and improving the power factor. In medium voltage (4160-V) AC drives, usually three devices are connected in series to withstand the voltage; therefore, the 18-pulse configuration has the same number of SCRs as compared to a six-pulse bridge. This paper includes analysis, simulation, and a comparison of the proposed topology with the conventional 6-, 12-, and 18-pulse thyristor bridges. Experimental results from a 10-kVA 12-pulse system verify the feasibility of the proposed topology     

一种用于12脉波整流器谐波抑制的交错并联变换器

12脉波整流系统存在输入电流谐波含量较高的问题,对此本文详细分析了系统交直流侧电流关系,明确了有源平衡电抗器(AIPR)原边环流抑制输入电流谐波的机理,设计了交错并联Boost PFC电路对AIPR原边电流进行调制,以降低系统交流侧输入电流谐波;同时将能量馈送至12脉波整流系统输出负载侧,以实现谐波能量的重新利用。利用Matlab/Simulink对所设计的系统进行了仿真验证,并在9 kW功率等级下进行了实验验证。结果表明,仅需加入系统容量2%左右的变换器,即可将输入电流THD降低至原来的1/3,验证了该方法在大功率场合谐波抑制的有效性。     

直流融冰装置线路开路试验中电压阶跃现象分析

在直流融冰装置OLT试验时出现了直流电压阶跃现象。基于直流融冰装置OLT控制与保护基本原理,以6脉动和12脉动直流融冰装置为例,对此现象进行分析,发现在如下两种情况下会使直流电压产生阶跃：一是在6脉动直流融冰装置交流进线相序接错的情况下;二是在12脉动直流融冰装置的D桥和Y桥触发脉冲电缆互相接反的情况下;从而根据这种直流电压阶跃现象可以定位这些故障。     

用于高频干扰计算的换流器分压模型

HVDC换流站的高频噪声主要由换流阀产生,而12脉动换流器作为换流阀的基本组成单元,其模型的合理与否影响着换流站高频干扰计算的准确度。为此在传统的噪声源基础上,以3脉动桥作为产生高频噪声的基本单元,提出了12脉动换流桥的分压模型。以PSCAD/EMTP为仿真工具,对换流器内部相关点的电压波形进行傅立叶分析,得到了其噪声频谱,通过相关点的噪声强度比较,证明了分压模型能正确地反映高频噪声在换流器内部的分布。以贵广工程为例,计算了采用不同模型时的交流侧高频噪声,通过与参考噪声的比较,表明分压模型计算结果相对传统模型计算结果更加准确。     

12脉冲多边形结构自耦变压整流器应用研究

分析了12脉冲多边形自耦变压整流器工作原理,与传统的隔离型12脉冲变压整流器相比,自耦变压器的使用大大减小了整流器的体积与成本。给出了不带平衡电抗器的隔离型AC/DC整流系统结构,研制成功了一台2kVA的12脉冲自耦变压整流器的原理样机。实验结果验证了理论分析的正确性。     

New pulse multiplication technique based on six-pulse thyristorconverters for high-power applications

A new pulse multiplication technique based on six-pulse thyristor converters is proposed in this paper. With the proposed technique, 12-pulse, 18-pulse, and 24-pulse operations have been obtained both on the input current and on the output voltage. A control strategy over the whole range of phase angle is provided along with sophisticated input current and output voltage analysis. Experimental results from a laboratory prototype verify the proposed theory