基于并联型12脉波整流器的直流侧混合谐波抑制方法

常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染,为提高整流器交/直流侧电能质量,并权衡电能质量与经济成本等其它方面因素,提出一种混合谐波抑制方法,将其运用于多脉波整流器。通过建立星型自耦变压整流器混合谐波抑制模型,分析直流侧复合环流的调制原理,揭示混合谐波抑制机理;以网侧输入电流无谐波为目标,设计有源环节最优谐波抑制条件下,研究混合谐波抑制方法对整流器工作特性影响,并与其它谐波抑制方法比较。理论分析、仿真结果表明,所提出的方法谐波抑制代价较小,提高整流器电能质量的同时,有效降低磁性器件容量,保证较高的能量转化效率,更适合运用于大功率整流场合。     

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。     

一种直流侧使用低损耗无源脉波倍增电路的并联型24脉波整流器

传统无源式抽头平衡变换器虽然可以降低12脉波整流器的网侧电流总谐波畸变率，但其抽头与负载回路串联引起的高损耗问题严重制约了该方法在大功率整流场合的应用。为此，提出一种损耗低、易于实现的无源谐波抑制方案。该方案仅需在12脉波整流器的直流侧配置两个具有对称结构的双抽头平衡变换器，利用辅助二极管调制原理产生的方波电流，将整流器的脉波数由12倍增至24倍。与无源式两抽头平衡变换器相比，所提方案在实现相同的谐波抑制效果前提下，降低辅助二极管电流有效值至2%。所提方案具有鲁棒性强、损耗低和易于实现的优点，更适合应用于低压大电流场合。     

一种带辅助无源电流形成电路的低谐波多脉波整流器

为进一步提高12脉波整流器的谐波抑制性能,该文提出一种带辅助无源电流形成电路(passive current waveshaping circuit,PCWC)的低谐波多脉波整流器。所提出的多脉波整流器由常规12脉波整流器和PCWC组成。PCWC安装在12脉波整流器的直流侧并包含1个带副边绕组的平衡电抗器(modified inter-phase reactor,M-IPR)和2个辅助单相整流器(auxiliary single-phase rectifiers,ASRs)。2个ASRs的共同调制首先将整流桥输出电流的电平数从1增加到4,然后根据交直流侧电流关系将整流器的脉波数由12提高到36,进而获得THD小于5%的近似正弦输入电流。该方法无需使用有源开关器件,仅需额外增加2个小容量的辅助单相全桥整流器,具有电路结构简单,易于实现,可靠性高等优点。搭建1台功率为2kW的试验样机,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种使用无源谐波抑制方法的多脉波整流器

提出一种使用直流侧无源谐波抑制方法的多脉波整流器及其设计方法,该方法采用一组单相整流桥产生环流,调节多脉波整流器的输入线电流。单相整流桥的输入端与平衡电抗器的二次侧相连,其输出端与负载相连,将吸收的谐波能量回馈给负载。分析单相整流桥的几种运行模态,设计平衡电抗器的最佳匝比。所提出的多脉波整流器是一种24脉波整流器,其输入线电流的THD理论上约为7.6%。仿真和实验结果表明,该多脉波整流器输入线电流的THD低于5%。此外,该多脉波整流器具有易于实现且谐波抑制成本低的优点。     

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.     

直流侧带PWM整流器的12脉波整流系统及其负载适应性

提出一种直流侧带小容量单相PWM整流器的12脉波整流系统,通过环流抑制谐波机理,分析得出控制辅助PWM整流器工作在单位功率因数状态,使系统直流侧产生合适的三角波环流,能够显著抑制输入电流谐波。对于大功率整流系统常用的LR和LCR型负载,分析了输入电流THD值与负载参数的关系,系统均能达到较好的谐波抑制效果。研制了一台额定功率为6.4kW的系统,额定负载下输入电流THD值约为1%,实验结果验证了系统负载适应性及其在大功率场合的应用价值。     

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...     

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。     

一种基于全波平衡电抗器的双反星形12脉波整流器

为了有效抑制常规双反星形整流器的输入电流谐波和输出电压脉动,提出一种基于全波平衡电抗器的双反星形12脉波整流器。所提出的12脉波整流器由常规的双反星形整流器和全波平衡电抗器组成。全波平衡电抗器中含有带副边绕组的平衡电抗器和辅助单相全波整流器,辅助单相全波整流器通过从平衡电抗器的副边绕组提取方波电流来增加2个三相半波整流桥的输出电流和电压模态,然后依据交直流两侧电流和直流侧电压的关系,将双反星形整流器的脉波数从6倍增到12,显著抑制了输入电流谐波和输出电压脉动。因流过辅助单相全波整流器的电流仅为负载电流的6.69%,相较于现有基于抽头平衡电抗器的脉波倍增方法,所提方法除具备电路结构简单可靠、易于实现和成本低廉等优点外,还具有更小的附加导通损耗,更适用于低压大功率工业场合。研制了一台功率为1.1 kW的实验样机,验证了理论分析的正确性和该方法的有效性。     

A novel 12-pulse full-wave rectifier with simple circuit configuration

In this paper, a novel full-wave 12-pulse rectifier with simple circuit configuration is proposed. The proposed full-wave 12-pulse rectifier consists of a conventional six-pulse full-wave rectifier and an auxiliary single-phase full-bridge rectifier (ASFR). The ASFR extracts a rectangular current from the DC side of the rectifier to increase the output states of two three-phase half-wave rectifiers, then the conventional six-pulse full-wave rectifier is upgraded to a 12-pulse full-wave rectifier in accordance with the current relationship between AC and DC sides and the relationship between DC-side voltages. Since only a low-capacity ASFR (6.3% P_d) is needed, the proposed 12-pulse rectifier has the least number of components count, making it robust and simple to implement. The average output current of ASFR is only 6.7% of the load current, which makes it more suitable for low-voltage and high-current applications. A prototype with a power of 1 kW is built to verify the correctness of the theoretical analysis.     

一种适用于HVDC带双无源谐波注入的串联型36脉波整流器

为了提升海上风电并网HVDC系统中的串联型二极管多脉波整流器的谐波抑制能力,提出一种基于直流回路双无源注入电路的串联型36脉波整流器。该整流器采用两个辅助无源注入电路,通过电流调制后产生电压注入谐波,最终可将交流侧输入相电压由12阶梯波倍增至36阶梯波。分析了双无源注入电路工作原理及特性。在此基础上,推导了整流器交流侧输入电压表达式。并以电压谐波畸变率最小为目标,设计了注入变压器的匝比参数。最后结合工程应用,讨论了辅助无源电路中二极管开路故障时系统的容错能力。理论分析及仿真结果表明,所提出的整流器具有谐波抑制能力强、结构简单、可靠性高和鲁棒性强等优点,更适用于高电压大功率场合。     

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。     

二十四脉冲变压整流器原理及其仿真模型研究

传统三相整流器由于输入电流中含有大量谐波,对电网以及其他用电设备都带来了较大的危害.多脉冲整流技术可以有效降低输入电流谐波含量,具有可靠性高、适合宽变频输入、EMI低等优点.详细分析了24脉冲变压整流器网倒电流谐波含量以及平衡电抗器在整流电路中的工作原理,利用Saber软件建立了其仿真模型,通过仿真结果验证了多脉冲整流...     

Current waveform control of a high‐power‐factor rectifier circuit for harmonic suppression of voltage and current in a distribution system

This paper presents the input current waveform control of the rectifier circuit which realizes simultaneously the high input power factor and the harmonics suppression of the receiving‐end voltage and the source current under the distorted receiving‐end voltage. The proposed input current waveform includes the harmonic components which are in phase with the receiving‐end voltage harmonics. The control parameter in the proposed waveform is designed by examining the characteristics of both the harmonic suppression effect in the distribution system and the input power factor of the rectifier circuit. The effectiveness of the proposed current waveform has been confirmed experimentally. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 140(4): 62–71, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10046     

24脉波整流的直流电机供电与控制系统研究

提出了一种基于自耦变压器的24脉波整流直流电机供电与控制系统.该系统利用自耦变压器移相输出24脉波动的直流电压为直流电机供电,采用PI调节的转速、电流双闭环方式控制直流电机.给出了直流电机供电与控制系统结构,分析了系统整流单元的输出特性,并将所设计系统在不同转速下网侧电压、电流谐波含量与传统直流电机调速系统谐波含量进行...     

多脉波整流技术综述

给出了多脉波整流系统的定义及分类;然后根据移相变压器的不同,系统地分析了12脉波、24脉波和36脉波整流系统的优缺点.分析了多脉波整流系统直流侧谐波抑制方法的研究现状.讨论了提高多脉波整流系统性能的方法,并分析了负载性质对这些方法的影响.对若干需要研究的问题进行了展望,特别分析了多脉波整流系统应用中的关键性问题.     

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。