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。     

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%。     

低压变频器输入谐波处理

使用三相六脉波整流技术的变频器,在输入端不进行任何滤波处理的情况下,最高输入电流的畸变率可达到70%。正弦电压或者正弦电流对非线性设备供电时,将产生谐波电压或者谐波电流。现代变频器的变流部分多采用三相6脉波整流技术。三相6脉波整流技术的变频器谐波以5、7次谐波为主,11、13等次谐波含量相对较小。通用的变频器,为了使输入谐波符合电能质量标准要求,内部一般都做了滤波处理,可使输入端电流谐波保持在40%左右,输入电压谐波小     

基于电力电子开关的三相整流电路谐波注入滤波方法

对基于电力电子开关的三次谐波注入滤波方法的原理进行了详细的理论分析，它的基本原理是三相整流固有的三次谐波注入到交流输入端，抵消电流中所含有的大部分谐波分量，推导出三次谐波注入法的最佳注入条件，给出滤波电路的结构。通过模拟试验证明，三相整流电路交流侧电流中的谐波含量由原来的30％左右下降到10％左右，滤波效果明显。     

等离子彩电功率因数校正(PFC)电路简介(上)

为了减少对交流电网的谐波污染,国际上已经推出了一些限制电流谐波的标准,如IECl000-3-2ClassD标准,要求必须采取措施降低输入电网的电流谐波含量,提高功率因数,这就是使用功率因数校正电路的主要原因。     

通用变频器的输入电流及其谐波

介绍了影响电压源变频器的谐波电汉和输入电流的有关因素,以及抑制谐波的实用途径,并变到了射频滤波问题。     

单级功率因数校正电路实用性的分析

针对电网对电源功率因数和谐波含量的要求，单级功率因数校正电路已经是电力电子领域的研究热点。对单级功率因数校正电路进行了分析，同时根据现在的输入电流的谐波标准，分析了单级功率因数校正电路的实用性。     

低输入电流纹波大升压比差动Boost型逆变器研究

为减少功率变换级数以及低频纹波对输入直流电源的影响,具有大升压能力和低输入纹波的单相逆变器具有重要的研究意义。深入研究了大升压比差动Boost逆变器电路拓扑、纹波抑制策略、电流纹波回路、输入电流反馈和输出电压复合控制策略。在传统波形控制基础上,通过输入电流反馈在输出滤波电容上叠加低频偶次电压,进一步减小输入电流中相应偶次谐波分量,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向输入源传递;采用前馈与比例积分控制策略提高输出电压质量和输入电流质量。不同负载下的实验结果验证了此变换器的可行性。     

基于谐波注入滤波法的单相整流电路的仿真研究

电气化铁路电力机车产生的谐波已成为电力系统的主要谐波污染源之一.介绍了基于无源谐振电路的谐波注入滤波法,其基本思想是在电力机车整流电路交流侧的方波电流中叠加二次谐波电流,这样可明显地降低交流侧电流的谐波含量,并且使谐波畸变率明显降低.通过对SS4型电力机车整流电路的二次谐波注入滤波法的详细分析,并经过MATLAB仿真,验证了该方法可以取得良好的滤波效果.     

单相四象限输入电流谐波消除方法研究

铁路牵引机车及电动车组的牵引传动系统通常采用单相四象限整流器作为网侧变流器,能够保证电网的单位功率因数和能量的双向流动的要求,优化单相四象限输入电流波形,抑制输入电流谐波具有重要意义。本文提出一种基于二阶陷波器的电流谐波消除方法,能够阻碍中间电压的二次脉冲进入到控制环节,实现三次谐波的消除。经过试验验证,本文所提出的方法,实现了对四象限输入电流三次谐波的抑制,降低了四象限输入电流的谐波含量,提高了四象限输入电流的品质,该方法具备进行大规模推广应用的价值。     

航空静止变流器的输入纹波电流特性研究

航空静止变流器(aviation static inverter,ASI)作为飞机电源系统的典型负载,其脉动的输入电流严重影响着直流电网的电能质量。针对航空静止变流器的输入电流特性进行研究。基于双重傅里叶开关函数法给出逆变环节输入电流中直流分量、二次谐波分量、载波次谐波和载波的边频谐波等表达式,为定量计算各电流分量提供了精确依据。推导二次谐波电流向高压直流电网侧传播的等效电路模型,从而揭示航空静止变流器输入端低频纹波电流的产生、传导及其影响因素。最后,通过仿真和实验验证理论分析的正确性。     

具有最小电流峰值的电容滤波高频高压并联谐振变流器

建立了一种具有最小电流峰值的电容输出滤波高频高压并联谐振变流器分析设计方法.在保证电路等效输出电压与输入电压相等的条件下,输入电流波形接近矩形波,从而电路具有最小的电流峰值.本文在对电容输出滤波并联谐振电路工作原理分析的基础上,对电路不同工作模态进行了数学描述,并经过进一步分析推导了反映系统特性的表达式和曲线,可用于指导电路参数的设计和系统特性的分析研究.构建了一台24kV/10kW输出的实验样机进行了实验验证,结果表明在现有参数条件下电路具有最小的电流峰值,并且可以通过调整占空比实现全负载范围内的定频稳压功能.     

一种单级高频AC-AC变换器的低通输入滤波器的参数设计

单级高频AC-AC变换器将工频电网电压转换为高频(一般大于100k Hz)正弦交流电压,并实现功率因数校正的功能。由于其功率因数校正单元工作于电流断续模式(DCM),使得输入电流含有大量高次谐波,需采用低通输入滤波器予以滤除。上述低通输入滤波器的滤波参数不仅影响其滤波性能,还会影响到输入功率因数等诸多方面,因此滤波参数的确定十分重要。首先,根据叠加定理分别建立变换器交流侧等效电路模型,即工频分量和开关频率分量单独作用下的等效电路;进而,根据滤波器输入、输出要求合理设置相关预设参数,使加入滤波器后电网输入侧满足能量之星关于功率因数的要求。在此基础上以LC低通输入滤波器为例,对输入滤波器参数的定量设计过程进行详细阐述,并归纳出一种程序化的设计方法;最后,进行仿真及实验验证设计方法的正确性,该方法也可用于单级有源功率校正器的输入滤波器设计,而且对设计其他类型的低通输入滤波器有借鉴价值。     

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     

矩阵变换器输入滤波器的多目标优化设计

在深入分析滤波器对系统物理本质影响的基础上，选取了适当的滤波器结构，归纳、总结和完善了矩阵变换器输入滤波器的设计原则。提出一种输入滤波器的多目标优化设计方法。该方法以确保系统稳定、谐波总畸变率低、避免开关频率谐波电流造成滤波器谐振为约束，以工程费用、基频压降、基频相移、功率稳定裕量和阻尼电阻功耗为目标。从矩阵变换器系统稳态数学模型出发，推导出各项性能指标及约束条件的解析表达式。提出采用基于Pareto最优的非劣排序遗传算法（NSGA-II），并对此算法的约束处理作了改进。开发了通用的基于Pareto最优的输入滤波器的多目标优化算法软件，给出了具体优化实例，并对优化结果进行了分析。     

预测电流控制双开关型双Buck并网逆变器

双Buck逆变器具有可靠性和效率高的优点,常被用作新能源发电和不间断电源的解决方案。双Buck逆变器存在输入电压高、双极性调制的缺点,采用双开关型双Buck逆变器消除这些不足,双开关型双Buck逆变器主要采用滞环电流变频控制,谐波频谱宽、滤波器设计困难,对功率器件的开关速度要求高;为此,采用SPWM控制方式实现逆变并网,使谐波频谱固定易滤除;同时通过预测电流控制策略消除电网电压扰动,提高逆变器的性能。最后通过PSIM仿真验证了理论分析与设计的可行性。     

大功率电力电子负载并网变换器的设计与改进

电力电子负载是一种灵活、节能地考核电源质量的装置,其并网变换器将测试能量高质量馈回电网。依据电路模型首先建立控制系统,结合系统工况对直流环节电压谐波分布情况进行分析,为抑制其对馈网电能质量的影响,通过对比陷波、低通、均值3种滤波器效果,并最终采用稳态特性最优的改进均值滤波器。为抑制大容量电容和均值滤波器等大惯性环节对系统动态性能的影响,基于有功功率平衡思想建立了小信号模型和相应的前馈控制方案,有效抑制了输入电压、电流和电网电压扰动对系统的影响。改进重复控制器作为电流环控制器提高电流跟踪精度和馈网功率因数。实验和仿真结果验证了所做分析的正确性和控制方法的有效性。     

无锁相环ip-iq检测任意次谐波电流的新方法

电力有源滤波器是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其关键的环节是实时准确地检测出谐波电流。为了检测出任意次谐波电流,消除其对电网的危害,提出了基于瞬时无功理论的无锁相环ip-iq检测方法,该法可检测三相三线制不对称系统任意次谐波的正、负序分量,并将其相加得到任意次谐波电流,而无锁相环ip-iq检测法中的变换矩阵中的频率换为一个固定值可省去传统ip-iq检测方法中锁相环,简化了电路。理论分析表明,ip-iq变换过程中频率偏差不影响检测结果,且可通过设置变换矩阵频率实现对任意次谐波的检测。仿真结果证实了本文所提出新方法的准确性。     

无变压器电流源型高压变频器滤波器设计

针对新型无变压器空间矢量调制的电流源型高压变频器的特点,提出了一种方便有效的输入和输出滤波器设计方法.此方法根据空间矢量调制电流的谐波特性,并基于LC滤波器的高低频等效电路,分析滤波器电感电流和电容电压的总谐波畸变率,由此得到滤波器设计的限定值.又从位移功率因数角度对滤波器设计值加以限定.据此方法即可确定滤波器参数取值范围.通过建立仿真模型进行仿真研究,仿真结果进一步说明了此方法的正确性和可行性.