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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

基于直流侧混合电压谐波注入的低谐波串联36脉波整流器

为满足整流器高电压输出和提升串联12脉波整流器谐波抑制能力,提出一种使用直流侧混合脉波倍增技术的低谐波串联36脉波整流器。基于隔离型串联12脉波整流器,在其直流侧设置混合电压谐波注入电路且负载端并联滤波电容,可同时抑制交、直流侧谐波,实现低谐波运行。混合谐波注入电路参与调制两个整流桥间电流和电压波形,最终使交流侧输入电压阶梯数由12提升至36。该文分析所提36脉波整流器工作机理,设计注入变压器最优电压比、功率管IGBT导通角及其控制电路,研究正常状态下和IGBT故障下整流器的运行特性,并使用硬件在环（HIL）测试系统验证了理论分析的正确性。实验结果表明,所提整流器器件利用率高、谐波含量低,IGBT故障下具备鲁棒性强、输出电压增益高的特点,可应用于高电压、高功率变流场合。     

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。     

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.     

24脉波自耦变压器整流器与工频UPS改革

介绍了24脉波自耦变压器整流器的基本工作原理和工频UPS的改革方法。     

用于多脉波整流的直线式移相变压器

在多脉波整流中,为了优化结构和改善电能品质,提出一种类似于直线电机的直线式移相变压器。不同于普通移相变压器,该移相变压器采用直线式铁心结构,易于绕组布置和大功率场合下的模块化叠加,电路结构更为简单。以3相/12相直线式移相变压器为例,阐述其在多脉波整流中的应用原理,解析气隙平移磁场;基于磁动势平衡理论,阐述消除网侧主要谐波电流的原理;开展有限元仿真分析和样机实验,证明直线式移相变压器能较好地改善输出直流电压和抑制网侧谐波电流,验证了直线式移相变压器的有效性。     

大功率电解整流器非特征谐波仿真研究

为了消除非特征谐波对电网造成的影响,利用PSCAD/EMTDC仿真软件对大功率电解整流器的非特征谐波进行仿真分析,并结合实际系统参数及运行情况,分析了由整流器交流侧三相电压不对称以及由晶闸管触发不同步而产生的非特征谐波及其规律,并在此基础上提出了抑制非特征谐波的一些措施。     

基于高频交流链接技术的大功率高压直流电源

当前大功率直流电源普遍采用直流链接技术和无源功率因数校正方案,电网侧电流谐波较大、功率因数较低且尺寸较大。基于高频交流链接(HF AC link)技术的变换器具有优异的电网侧性能,且不需要大容量的直流储能环节和滤波电抗器,尤其是在大功率电源中有利于减小尺寸,结合串联谐振电路,还可以减小损耗,以满足移动平台对高功率密度、高效率的要求。采用状态平面图法分析了在三相激励条件下的串联谐振电路断续模式下的电流特性,并得到了精确的控制参数表达式,对串联谐振电路采用脉冲密度调制(PDM)的方式调节和稳定直流电源的输出。在对单脉冲电流特性分析基础上给出了基于电网相位进行前馈的控制策略,并构建了前馈和反馈控制相结合的控制系统并对其进行仿真和实验。实验结果与仿真结果一致,表明在负载电阻560Ω上产生28.6k W,即4k V的条件下,电压纹波低于1%,输入侧功率因数为1,各相电流总谐波含量低于5.5%。     

基于移相全桥技术的大功率整流装置的研究

设计了一台输出功率为8.5 kW的大功率整流装置.该装置前级采用基于自耦变压器的12脉波整流电路,后级采用基于智能控制和前馈控制相结合的移相全桥直流变换器.给出了装置的主电路设计方法以及控制算法,实验结果表明,所设计的装置直流输出电压纹波小、动态响应快、性能优越,具有一定的工程实际意义.     

基于电力电子开关的整流电路谐波滤除法研究

针对整流电路的谐波污染,采用了一种基于电力电子开关的可控整流电路谐波注入滤波法。该方法直接从整流电路的直流侧提取所需的谐波电流,在利用适当的电路结构获得最佳注入条件后,通过电力电子开关注入到交流侧。它不仅降低了谐波含量,同时也减少了直流侧电容桥上的谐振电流。通过仿真和电路试验证明,该滤波电路能将电流畸变率由原来的30.53%降低到9.45%,从而使交流侧的电流接近正弦波。因此,它是一种很有前景的滤波方法。     

航空用40kW18脉冲自耦型变压整流器的研究

多脉冲整流器具有结构简单,可靠性高,效率高,过载能力强等显著优点,在航空领域有着广阔的应用前景.考虑到谐波电流和体积重量的要求,选取不对称式18脉冲自耦变压整流器方案.此处从线电压矢量长度相等及相邻矢量相差20°的原则出发,推导了18脉冲自耦变压器的匝比设计公式,并忽略直流侧的电流脉动,对输出电压、输入电流特性进行了详...     

一种基于直流纹波重注入技术的整流器

在移相自耦变压器产生12脉波整流的基础上,研究了一种相间电抗器直流纹波重注入技术,它能有效得到12脉波的倍数脉波,从而更好地减少输入电流谐波含量,提高功率因数.通过一台10kW,输入三相交流380V的实验设备,验证了采用该技术得到24脉波方案的可行性.     

基于谐波分析的旋转整流器故障检测

通过MATLAB建立了无刷励磁系统的模型,并进行了仿真。利用发电机故障模拟平台对旋转整流器早期故障进行了试验研究。通过仿真和试验的对比分析,提出了一种基于谐波分析的旋转整流器在线故障检测新方法。该方法不仅能够判断是否发生故障,还能够辨别故障类型,为旋转整流器的故障诊断研究提供了新思路。