地铁24脉波整流机组的仿真及谐波电流分析

牵引地铁列车的直流电动机广泛使用24脉波整流机组提供的直流电源.分析了24脉波整流机组的工作原理,利用MATLAB-SIMULINK工具箱搭建24脉波整流机组仿真模型;采用傅里叶级数从理论上分析了电网侧和直流侧谐波电流,且通过仿真分析,更加直观地体现了电网侧和直流侧谐波电流特点.结果表明:采用24脉波整流机组,网侧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,从而体现了地铁直流牵引供电系统中采用24脉波整流机组的优越性.     

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.     

地铁牵引供电系统中有源滤波器谐波控制研究

地铁牵引供电系统中多采用的是24脉波整流机组,是由两组12脉波整流机组并联组成。如果两组12脉波整流机组工作不稳定会产生大量的谐波,对地铁安全运行产生威胁。因此从整流机组的整流特性进行谐波分析,针对24脉波整流机组加入三电平有源滤波器进行谐波控制。主要对三电平有源滤波器的拓扑结构及控制算法进行深入分析和研究。最后通过仿真与实验结合说明该有源滤波器对地铁24脉波整流牵引供电系统非特征次谐波控制有一定的补偿作用。     

基于变压器延边三角形接法的城轨24脉波整流机组的研究

分析了城轨交通牵引供电系统中基于移相整流变压器网侧绕组延边三角形接法的24脉波整流机组工作机理,对移相变压器的移相及其对网侧电流谐波相消进行了公式推导。基于Matlab/Simulink构建城轨24脉波整流机组模型并仿真。对整流机组网侧和直流侧的电流谐波进行FFT分析,得出其分布规律,验证了所推导的谐波电流相消公式的正确性。最后对整流机组输出的直流电压纹波系数进行计算,计算结果表明其输出的直流电压能够满足牵引网直流母线电压所需的供电质量要求。     

基于调制理论的24脉波整流机组直流侧谐波分析

目前国内大部分的城市轨道交通牵引变电所是采用24脉波整流机组对从降压变电所中所引入的交流电源进行整流。分析了24脉波整流机组的工作机理并对调制理论的基本原理作了简要阐述;从三相全桥6脉波整流电路出发,逐步推导出了不考虑换相角时的24脉波整流机组电压电流开关函数;在此基础上基于调制理论和时域FFT分析方法对理想状态下的24脉波整流机组的直流侧特征谐波进行了理论分析;最后在Matlab/Simulink中建立了仿真模型,验证了基于调制理论分析的直流侧特征谐波分布的正确性和有效性,从而为24脉波整流机组的交直流谐波分析提供了一种新的途径。     

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。     

24脉波整流机组的原理及保护方式

介绍了整流机组在地铁直流牵引供电系统中的作用和要求,以及24脉波整流机组的构成原理、特点及保护配置.     

提取24次谐波的凯赛窗算法研究

地铁牵引变电所中的整流设备由24脉波整流器构成,其输出电压的主成分为直流,提供给牵引网以带动列车运行。除了直流以外,24脉波整流器的输出电压中还含有24k(k=1,2,3,...)次谐波,其中24次谐波较大,可作为牵引网继电保护及故障定位装置的特征谐波。为此研究了一种凯赛窗滤波算法以提取直流牵引网中的24次谐波,分析了凯赛窗窗函数的滤波原理及滤波性能,给出了提取24次谐波的凯赛窗滤波算法的设计方法,最后对滤波效果进行验证。     

城市轨道交通24脉波牵引整流变电站网侧谐波电流的分析

分析了24脉波牵引整流变电站的网侧谐波电流及影响网侧谐波电流含量的各种因素，提出了牵引整流变压器技术参数的要求，并且用在线运动整流变电站实试录波的数据进行了对比。     

地铁供电系统直流侧矩路暂态过程分析

24脉波整流系统因具有很强的削弱网侧谐波电流的功能,已广泛应用到城市轨道交通电网建设中.精确计算出该牵引整流系统的直流侧短路电流对设计短路时保护器件和相关电力设备是非常重要的.牵引整流系统直流侧短路可分为粘流所直流侧近端短路和牵引网远端短路.通过分析分别建立了近端短路暂态和稳态计算模型以及远端短路暂态计算模型,并通过Matlab对该模型进行了仿真,其结果表明了该模型的正确性.     

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。     

不平衡供电条件下多脉动整流器的谐波特性分析

为明确非理想供电情况下多脉动整流器的谐波产生特性,研究了6脉波、12脉波整流电路在不平衡供电条件下的频域谐波耦合导纳矩阵模型.考虑晶闸管换相过程及不平衡电压对晶闸管开通和关断时刻的影响,分析了供电不平衡时直流侧谐波电压的特征以及不平衡电压分量对直流电压波动的影响;采用附加谐波耦合导纳矩阵,建立了考虑不平衡电压的三相6脉波整流器的谐波耦合模型,模型可拓展应用至任意脉波整流器在不平衡供电电压下的谐波分析;修正了整流电路电流断续情况下的模型,提升了模型通用性.仿真分析与实验测量验证了所提模型的准确性和有效性.     

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。     

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。     

12脉波不控整流系统中的环流分析

在多相大功率变频调速系统中,通常采用整流桥并联型多脉波不控整流系统抑制整流桥交流侧电流波形畸变,减小输出直流电压脉动,提高整流侧电流等级.然而由于移相变压器次级绕组不匹配等原因,多脉波不控整流系统存在一个直流环流.这里建立了并联型12脉波不控整流系统的平均模型,对移相变压器次级绕组输出电压不相等和次级绕组漏抗不匹配时产...     

应用于轨道交通中24脉波自耦变压整流器的仿真研究

整流器在轨道交通中应用非常普遍,但是整流器件的强非线性会使其对电网注入大量谐波。为了减少谐波电流对电力系统产生的影响,提出一种新型24脉波整流方式来抑制谐波。分析了多脉波整流技术的谐波抑制原理、自耦变压器的结构和等效容量,网侧输入电流几个方面的内容。得出自耦变压器网侧输入电流具有良好的波形质量,其等效容量远小于输出功率的特点。最后利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了该24脉波整流电路在轨道交通中的仿真模型。仿真结果验证了该模型应用于轨道交通中的适用性。     

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...