基于谐波电流注入法的单相整流电路谐波抑制

电力电子装置产生的谐波已成为电力系统的主要谐波污染源。介绍了基于无源滤波的谐波电流注入滤波法,其基本思想是在整流电路交流侧的方波电流中叠加某次谐波电流,对方波电流进行“整形”,可减少交流侧电流的谐波含量,降低畸变率。对单相整流电路的2次谐波电流注入滤波法进行了详细分析,通过Matlab数值计算仿真,取得了良好的滤波效果。     

无功补充电容器谐波过载分析

通过对河南电网某220 kV变电站的测试和分析,找出了无功补偿电容器(C2)频繁烧保险的原因在于5次谐波电流过载。通过调整电容器回路的参数,减少了其中的谐波电流含量,从而保证了电容器的正常运行。     

阻基波滤波器对12脉波整流机组、电能质量的改善

大功率整流装置在城市轨道交通供电系统中广泛运用,其产生的谐波会对公共电网以及城轨牵引供电系统造成危害.24脉波整流机组网侧、直流侧谐波含量比12脉波整流机组少很多,但设备成本高.如果采用在12脉波整流机组网侧与直流侧分别连接滤波器的方法,能取得24脉波整流机组相近的效果,会节省大量的投资.分析了12、24脉波整流机组工作原理,24脉波谐波相消及滤波器设计原理.利用MATLAB/Simulink搭建24脉波整流机组和网侧、直流侧分别添加阻基波滤波器和单调谐滤波器的12脉波整流机组仿真模型,并对电流谐波进行傅里叶级数分析.结果表明,改善后的12脉波整流机组有效地减少了网侧、直流侧谐波含量,达到了24脉波整流机组相近的消谐效果,对城市轨道交通牵引供电系统具有重要的参考意义.     

Ripple compensation of a single-phase rectifier by two-quadrant chopper and auxiliary capacitor

The single-phase converter or rectifier always has a voltage ripple in the output dc voltage because the instantaneous power of the single-phase ac line varies on the double frequency of the line. To obtain a smooth dc voltage, an energy-storing element is necessary. The smoothing capacitor is used to reduce the ripple voltage in the dc output. Usually, it has much larger capacitance than that needed to absorb the ripple energy. This paper discusses the required capacitance to absorb the ripple energy, and represents a ripple-compensation circuit with a small auxiliary capacitor controlled by a 2-quadrant chopper connected in parallel to the smoothing capacitor. The appended capacitor works under large ripple voltage and efficiently absorbs the ripple energy. The ripple-compensation circuit works as an equivalent capacitor with a large capacitance.     

级联H桥整流器谐波分析及混合控制

针对单相级联H桥整流器(cascaded H-bridge rectifier, CHBR)输入输出瞬时功率不平衡导致直流侧电压中含有二倍频纹波,造成网侧电流低次谐波污染的问题,提出了一种嵌入N次陷波滤波器的混合控制策略。首先根据CHBR数学模型和双闭环控制策略,分析CHBR网侧电流谐波产生的机理及推导其谐波分布规律。其次在dq旋转坐标系下的前馈解耦控制基础上,引入瞬态直接电流控制思想。然后分析了N次陷波滤波器对网侧电流谐波的抑制效果,给出N次陷波滤波器参数设计和离散方法。接着详细讨论了N次陷波器嵌入电流内环控制的设计方法,该方法有效抑制了网侧电流的3、5、7次等低次谐波,减少了PI控制器的负荷。最后,实验结果表明所提控制策略具有更小的电压超调和更短的动态响应时间,明显降低了网侧电流畸变率。     

PWM整流器谐波特性分析

采用定晕数学分析方法详细推导出单相两电平脉冲整流器的输入侧电压谐波特性;整流器的控制采用自然采样双边正弦脉宽调制(SPWM),给出用3D儿何墙模型生成SPWM的方法.通过用双重傅里叶级数形式表示脉冲整流器输入侧的电压PWM波形.计算得出单个整流器的谐波特性,总结了各次谐波牛成和消除的规律.为了防止同一桥臂上下直通,需要加入死区时间,这义将加重谐波的影响.用Matlab/Simulink软件对上述理论分析计算模型的精确性进行了仿真验证,基于TMS320F2812的实验结果也表明了分析的合理性.     

地铁直流牵引供电系统整流机组的仿真分析

地铁列车牵引直流电动机广泛使用24脉波整流机组提供的直流电源。本文分析了24脉波整流机组的工作原理,并利用MATLAB中的SIMULINK对24脉波整流机组进行了仿真分析,用傅里叶级数分析了交直流侧电流谐波。结果表明：采用24脉波整流机组,电流谐波含量大大降低,减少了对电网的污染,同时输出直流电压的纹波系数较小,从而体现了在地铁直流牵引供电系统中采用24脉波整流机组的优越性。     

单相整流滤波电容纹波电流的数学模型与分析

整流滤波用电解电容容值的改变不光影响输出电压,还会影响电容本身的纹波电流,进而对损耗和电容本身的寿命带来影响。本文建立了滤波电容纹波电流的数学模型,利用Saber仿真结果和计算结果对比验证了模型的正确性。基于所建立的数学模型分析了容值变化对纹波电流和电容损耗以及电容寿命的影响,分析发现：随着容值的增加,电容的纹波电流会随之增加,电容损耗增加至极值点后逐渐减小。最后,进行了实验验证,进一步完善了滤波电容的选取依据     

单相串励电动机制造过程常见故障分析

简述了单相串励电动机的用途、性能与结构特点。分析了制造过程中常见故障产生的原因，从而提出纠正和预防措施．以避免形成文中列举的过程失效模式。     

DC Side Harmonic Measurement of ±500kV Converter Station

Abstract

There are various nonlinear components in the HVDC transmission system to cause harmonic generation and the converter station is the main harmonic source of the HVDC transmission system. Harmonics have varying degrees of impact and hazards on various electrical equipment, power lines and communication systems. Therefore, a reasonable analysis of the harmonic characteristics of the converter station is of great significance for the research and development of HVDC transmission technology. In this paper, the ±500kV converter station in Yunnan is taken as the research object. The Fourier analysis method is used to analyze the DC side harmonics of the converter station. And the Narda electric field measuring instrument is used for harmonic measurement. Proposing the suppression method of each harmonic is based on the DC side harmonic measurement results. 12/24/36 three-tuned filter are used to filter out characteristic harmonics. It has the advantages of small installation capacity and low fundamental wave loss while ensuring the filtering effect. And using the single-tuned filter to filter 2/3/6/11 harmonic orders unless the characteristic harmonics which structure is simple.     

飞跨电容型多电平整流器载波重构调制策略

针对飞跨电容型多电平整流器存在众多冗余开关状态的特性及飞跨电容的电压平衡控制需求,提出一种通用的载波重构调制策略。该策略通过构造多段锯齿形载波来增加调制自由度,在保持与载波同相层叠调制策略相同的线电压谐波性能的同时,还具备载波移相调制策略的飞跨电容电压自平衡特性。仿真与实验结果验证了所提调制策略的有效性。     

方波馈电的高压倍压整流电路打火机理分析

高压倍压整流器常常应用于电子帘加速器等系统的加速级中,如果倍压整流系统的馈入电压采用方波通过脉冲变压器初步升压再进行倍压整流,方波中包含的某些频率成份可能与由变压器漏感和充电电容构成的串联谐振回路产生谐振,激起瞬间高压,从而产生打火现象或击穿二极管、电容等器件,文章分析了一种高压倍压整流器馈入为方波倍压整流时打火的机理,并介绍了用串联谐振升压变换器作为充电电源的方案.     

LCL滤波的PWM整流器固定开关频率控制研究

传统的PWM整流器用L滤波器来滤除谐波,而LCL滤波器可以用较小的电容电感值达到较好的滤波效果。但是LCL滤波器存在谐振效应,会影响系统的稳态性能,大大增加了整流器控制的复杂性。对基于LCL滤波的PWM整流器采用一种固定开关频率控制策略,不需要电容电压或电流传感器,就可以实现系统的稳定运行。最后的仿真结果证明了方法的可行性。     

新型单相并联混合电力滤波器的研究

本文针对LC无源滤波器和传统的电压源型并联混合电力滤波器的缺点,提出了一种新型的并联混合电力滤波器.它由纯调谐LC无源滤波器、附加电感和有源电力滤波器(APF)构成,APF控制成谐波电流源.从理论分析得到了APF的容量公式,并提出了附加电感的设计原则.仿真和实验结果证明了此方案的有效性和优越性.     

多脉波整流器直流侧无源谐波抑制机理研究

为提高多脉波整流器的直流侧无源谐波抑制能力,研究了基于两抽头变换器的24脉波整流器直流侧谐波抑制机理。根据抽头变换器的结构及安匝平衡原理,分析了抽头变换器的功能及工作模式,研究了抽头变换器的工作模式对整流桥输出电流、整流器输入电流及负载电压的影响,给出了抽头变换器变比的理论最优值。理论分析及实验结果表明,抽头变换器的端电压会使其所接的两个二极管交替导通,对整流桥输出电流进行调制,进而产生环流,该环流流经交流侧时会抵消原输入电流中的12k±1(k为奇数)次谐波。另外,抽头变换器所接的两个二极管的交替导通,会在负载上产生附加电压,附加电压的存在可以显著降低负载电压的纹波系数。相应的实验结果验证了理论分析的正确性。     

LC滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法

提出了对三相桥式整流器谐波电流进行计算分析的方法。该方法考虑了LC滤波器对重叠角的影响,并且推导出谐波电流的解析式,所有计量只有代数方法进行,无须迭代运算,通过试验证明了这种方法的有效性。     

并联有源电力滤波器交流侧输出滤波器设计

针对输出滤波器存在的放大网侧电流畸变率、阻尼电阻发热严重的问题,提出一种工程化有源电力滤波器交流侧输出滤波器参数设计方法.采用二阶高通滤波器作为有源电力滤波器输出滤波器拓扑,在综合考虑输出滤波器的开关纹波滤波效果与电流畸变率、电容无功容量、电阻功耗之间关系的基础上,结合理论分析、仿真、实验研究,设计总结了并联有源电力滤波器输出滤波器的参数选择方法.采用该方法为50kVA并联有源电力滤波器设计了一套输出滤波器.实验结果表明:加装输出滤波器后,电流纹波抑制到滤波前的1/4以下,网侧电流畸变率增大约1个点,滤波电阻上90%以上的工频电流被旁路,电阻发热得到有效控制,实验结果验证了该输出滤波器设计方法的有效性.     

大功率整流电路直流侧非特征谐波的分析

当前大功率高稳定度电源仍然采用晶闸管相控整流技术,但是在实际运行中总是存在一定的低次谐波分量,给滤波器的选择以及谐波抑制造成一定的困难。因此有必要对谐波产生的机理及其含量有一个准确的认识。利用用于对整流设备稳态工作进行谐波分析的开关函数法对整流器在几种非理想情况下的直流侧非特征谐波进行了分析,从而得出了在各种不同运行情况下直流侧非特征谐波的具体表达式。推导的结论为以后的谐波抑制提供理论依据和计算基础。同时对于高压直流输电谐波分析也具有参考意义。     

Combined rectifying system including double-series capacitor-smoothed diode rectifier and series active filter

This paper proposes a new rectifying system consisting of a series active filter and a double-series three-phase 12-pulse diode rectifier. The supply current in the proposed system has a sinusoidal wave shape because the series active filter suppresses the current harmonics produced by the diode rectifier. Since almost no 5th and 7th harmonics are produced by the double-series 12-pulse diode rectifier, the required peak rating of the series active filter is only 7% of the diode rectifier. In this paper, the control scheme and operating characteristics of the series active filter are theoretically and experimentally discussed. A novel conception that connection of a parallel capacitor to each diode of the rectifier makes a great contribution to reducing the required rating of the series active filter is also presented and verified by some experimental results. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 120(1): 85–94, 1997     

基于功率平衡原理的单相串联有源电力滤波器

提出一种基于功率平衡原理的串联型有源电力滤波器(APF)。在分析串联型有源电力滤波器功率平衡特点的基础上，导出基于功率平衡的串联APF的控制策略和控制方程，分析了串联APF直流侧电压的确定原则和设计公式。所推荐的控制方式不需要进行复杂的基波检测和计算，只需要检测APF直流侧电容电压和电源输出电流，仅用简单的模拟电路就可以实现，可以同时补偿谐波和无功电流。仿真结果表明基于功率平衡原理的串联型APF对电压型谐波源具有较好的补偿效果，证明了理论分析的正确性。