基于星形联结自耦变压器的高功率密度12脉波整流器研究

为减小移相变压器的等效容量,并降低其绕组结构的复杂程度,提出一种等效容量小、绕组结构简单的星形联结移相自耦变压器。根据多脉波整流器对移相变压器的要求,确定了星形联结移相自耦变压器的相量图以及各绕组之间的匝比关系;定义了应用星形连接自耦变压器的12脉波整流器的开关函数,并应用该函数分析了12脉波整流器的输入电流和负载电压,并计算了该整流器所使用的3种磁性器件的等效容量。理论分析、仿真及实验结果表明,该整流器可以实现12脉波整流,且具有系统功率密度高、结构简单等优点,适合应用于三相四线制的大功率整流场合。

基于电力电子移相变压器的12脉波整流技术

为减小移相变压器的体积,提出一种基于电力电子移相变压器的12脉波整流器拓扑。在该拓扑中,工频交流电压通过电力电子变换器转换成高频电压,后经高频移相变压器进行移相后,进入两组三相二极管整流桥,从而完成整流的功能。分析电力电子移相变压器的工作原理,并给出其尺寸参数;研究高频状态下三相二极管整流桥的工作模态;推导出输入电流和负载电压的数学表达式。仿真和实验均表明,使用该技术后,变压器的体积可减小至工频的1/3以下,同时可保证相同的输入电流质量,且整流装置工作稳定,验证了理论分析的正确性和可行性。

12脉冲多边形结构自耦变压整流器应用研究

分析了12脉冲多边形自耦变压整流器工作原理,与传统的隔离型12脉冲变压整流器相比,自耦变压器的使用大大减小了整流器的体积与成本。给出了不带平衡电抗器的隔离型AC/DC整流系统结构,研制成功了一台2kVA的12脉冲自耦变压整流器的原理样机。实验结果验证了理论分析的正确性。

带均衡电抗器12脉波变压整流器仿真模型的研究

研究了带均衡电抗器的12脉波变压整流器仿真模型。详细分析了均衡电抗器在12脉波整流电路中的作用和工作原理,利用MATLAB软件提供的工具箱PSB建立了带均衡电抗器的12脉波变压整流器的仿真模型,用该模型对飞机电源系统进行了仿真。仿真结果表明,该模型可以使两组整流桥负载达到均衡,正确反映出均衡电抗器在系统中的作用。

输入侧断相对自耦型12脉波整流器的影响

分析了输入侧断相对使用升压型三角形联结自耦变压器的12脉波整流器的影响,给出正常工作和断相运行时整流器各处的电压和电流特征。理论分析和实验结果表明,两整流桥输出电压的瞬时差是形成12脉波整流的关键;断相时,12脉波整流器等效为两个具有相同输入电压的单相全桥整流电路的并联,两整流桥输出电压瞬时差等于零,导致负载电压为2脉波,直流侧电能质量显著降低;所断相的输入电流等于零,整流器工作于严重的不对称状态。

基于新型升压自耦变压器的12脉波整流系统

为扩展自耦变压器的应用范围,增大其升压比,通过分析多脉波整流系统对移相自耦变压器输出电压的要求,给出了新的移相自耦变压器移相角范围;设计了移相角为π/2的自耦变压器,将其应用于12脉波整流系统,并计算分析了系统输入电流、负载电压和磁性器件容量。理论分析、仿真结果和实验结果表明,移相角等于π/2时,自耦变压器容量仅为系统输出功率的63%,且自耦变压器具有结构对称性好和绕组个数少等优点。

12脉波整流电路在直驱型风力发电系统中的应用研究

描述了适用于直驱型风力发电系统整流变换的12脉波整流电路。该电路拓扑中采用两个六脉波整流桥串联,并通过移相变压器实现12脉波输出。其交流侧可以得到THD值小于3%的正弦电流。该拓扑结构只使用无源器件,并且在达到同样性能的前提下比其他整流电路所用器件少很多,降低了成本。此外,与其他多脉波整流器相比,可以附加一个额外的低功率谐波注入电路以提高该拓扑结构抑制谐波的性能。

谐波注入串联三相桥式12脉波整流电路的研究

简要分析串联三相桥式12脉波整流电路的基本原理,针对谐波对电网的影响以及提高功率因素,采用谐波注入三相桥式12脉波整流电路,实现24脉波无源多电平整流。基于matlab/simlink建立谐波注入12脉波整流电路的仿真模型。实验结果表明,谐波注入法明显降低交流侧电流的谐波含量和输入电流总畸变率(THD),同时改善功率因素,大大降低了谐波对电网的干扰,提高了电能的利用率。

基于PWM和12脉冲整流技术的4kV电压直流电源

本文结合PWM和12脉冲整流技术,设计了一种结构新颖,具有启动迅速、动态调节能力快、稳态误差小、适用于功率较大场所、电压连续可调的4000V高压直流电源。在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了系统仿真模型,并分析了该直流电源在输入电压及负载变化时,输出电压能够快速响应。通过实验研制出样机证明了该方法正确性。

一种12脉冲整流器用的新型自耦变压器分析

采用一种新型的移相自耦变压器构建了大功率12脉冲整流器,理论分析表明,该变压器与传统的12脉冲整流变压器相比具有理想的输入特性指标,并可降低系统的成本和体积。实验结果验证了理论推导的正确性。

计及移相角的多边形自耦变压器12脉波整流系统分析

多边形自耦变压器一定程度上减小了整流系统的体积,节约了变压器制造成本。为使多边形自耦变压器输出较大的二次侧电压值,优化多边形自耦变压器移相角,分析多边形自耦变压器移相角对12脉波整流系统输入侧电流谐波总畸变率,输出侧电压纹波系数,变压器、平衡电抗器、零序电流抑制器等效容量的影响;对比移相角在π/6、π/2时各个参数的值;提出适用于升压场合的多边形自耦变压器升压移相角;仿真实验验证了理论分析的正确性。同匝比时,多边形自耦变压器采用新移相角其输出电压幅值约为输入电压幅值1.4142倍,等效容量约为62.8%,较传统隔离式变压器等效容量小约37.2%。

有源滤波器在12脉波整流器中的应用

介绍了12相脉波整流技术的优缺点,提出了将有源滤波器与12相脉波整流技术相结合的观点,得出新的系统不仅保留了原12脉波整流系统的优点,降低了系统的成本和体积,而且提高了系统性能。

整流机组第三绕组引线故障分析及处理

电解铝属于典型的低电压大电流直流用电负荷,一般采用多台单机组12脉波整流机组并联运行组成一个大型直流供电系统为其供电,其供电电压通常为110 kV、220 kV甚至330 kV。为了改善供电系统功率因数和谐波治理,通常在调压变压器设置三角形稳定绕组,引出进行功率因数补偿兼谐波治理来改善电网质量,功率因数补偿兼谐波治理装置是典型的容性负载,庞大的功率因数补偿兼谐波治理装置明显增加了直流供电系统的故障概率。本文通过一起整流机组三绕组引线故障引发的跳闸事故分析,论述了调压整流变压器三角形稳定绕组的作用及在设计、施工中应该着重解决的问题,指出了第三绕组和滤波补偿的连接电缆容易发生绝缘击穿造成短路的问题,最后结合该事故对第三绕组引线方式的选取、设计以及现场安装工作给出了几点建议。

城市轨道交通混合型能馈式牵引供电装置

24脉波整流器无法回馈列车再生制动能量,从而导致直流母线电压的急剧升高和能量的浪费,而地铁牵引变电站有限的预留空间无法容纳单独的能量反馈装置.为此,本文作者提出了一种混合型能馈式牵引供电装置,该装置由12脉波整流机组和PWM整流器组成,PWM整流器在双向变流的同时还对12脉波整流器进行谐波补偿,该装置兼具了两者的优点:能量双向流动、直流电压可控、谐波含量低、过负荷能力强和设备空间需求小.本文对这种牵引供电装置的工作原理和控制策略进行了分析,并通过仿真和现场实验,对其实际效果进行了验证.

基于相分量法的星形自耦变压器全解耦模型

星形自耦变压器是12脉波整流器中常用的移相变压器,该变压器各绕组之间交互联结,在仿真软件中没有对应的仿真模型。为在仿真软件中模拟星形自耦变压器对12脉波整流器性能的影响,应用相分量法建立了该变压器的全解耦模型。通过分析星形自耦变压器的耦合电路,建立了描述支路电压、支路电流、节点电压、节点电流之间关系的过渡矩阵,进一步获得可以描述星形联结自耦变压器绕组联结结构、电气参数等信息的节点导纳矩阵,并应用该矩阵建立了描述星形自耦变压器的全解耦模型。该模型具有物理意义明确、易于实现等优点。仿真和实验结果表明,该模型可有效模拟星形自耦变压器。

50kV/4A输出高压恒流电源

介绍了适用于脉冲功率技术大容量电容器组快速高效充电的一种变频恒流高压电源 ,它采用三相半控晶闸管桥式整流 ,经由两只开关管、储能电感、续流二极管和霍尔电流传感器构成的恒流网络 ,再由桥式晶闸管电路逆变成 1 k Hz后升压、整流。

基于新型两步换流的高频链矩阵整流器控制

介绍了高频链矩阵整流器(HFLMR)的双极性电流空间矢量调制算法,提出了一种新型的两步换流方法,该方法无需输出电流方向的硬件检测电路,提高了换流过程的可靠性,降低了成本。提出了基于d-q坐标系的HFLMR闭环控制策略,能在宽负载变化范围内获得单位功率因数控制、高质量的输入电流和输出电压/电流。仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。

基于叉形联结自耦变压器的大电流整流器研究

为减小移相变压器体积,提高整流器功率密度,提出一种使用叉形联结自耦变压器的6相大电流整流器。通过分析大电流整流器的特点,得到理想大电流整流器应由移相自耦变压器和两组三相半波整流电路组成;根据大电流整流器对移相自耦变压器的结构要求,设计移相角等于π/3的叉形联结自耦变压器,将其应用于大电流整流器,分析大电流整流器的输入电流、负载电压及叉形联结自耦变压器的容量。理论分析和实验结果表明,所提出的大电流整流器与双反星形整流器具有相同的电能质量,但输出相同的负载功率时,叉形联结自耦变压器的容量比双反星形变压器小30%,可显著提高整流器的功率密度。

基于电流空间矢量预测控制的HFLMR研究

高频链矩阵整流器是一种新型的电力电子变换器,具有体积小、重量轻、转换级数少和可靠性高等特点。分析了高频链矩阵整流器的双极性空间矢量调制策略,提出了基于参考输入电流空间矢量的预测控制算法,建立了基于该预测控制算法的高频链矩阵整流器系统仿真模型。该预测控制算法具有计算量小,开关频率固定,可靠性高等特点,能实现高频链矩阵整流器输入侧电流正弦、单位输入功率因数和稳定的输出直流电流。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

电子束焊接用高压直流电源设计

给出电子束在束腔内的运动方程并得出解,分析电子束在束腔内运动时的发散情况与加速电压性能之间的关系,以及整流变压器的变比对功率因数的影响。在此基础上设计1台120 kV/12 kW电子束加速用高压直流电源,实验结果表明该电源性能满足电子束焊接装置的要求。