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。

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。

多脉波整流技术在风力发电中的应用

提出了一种新型的12脉波自耦变压整流器(ATRU),具有结构简单、可靠性高、功率因数高等突出优点。将其用于风力发电场合,可以解决当前风力发电机组中PWM整流器故障发生率高和二极管不控整流器功率因数低、电流谐波含量高、转矩脉动大等问题。文中首先详细分析了该整流器的工作原理和输入电流、输出电压特性。随后,结合永磁同步风力发电系统,讨论了ATRU与风力发电机组之间的关系,给出了ATRU在风电场合的设计要求。最后,设计了一套实验系统,实验结果验证了理论分析的正确性和ATRU在风电场合应用的可行性。

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。

基于自耦变压器的两种多脉波整流系统的分析和比较

在总结国外利用自耦变压器构建的多脉波整流系统的研究现状及其进展的基础上,对目前提出的两种比较成熟的12脉波、18脉波整流结构做了介绍,并对其各自的优缺点进行了深入的分析和比较。

输入侧断相对多脉波整流器直流侧谐波抑制方法的影响

为描述多脉波整流器断相时的故障特征,分析了断相对使用直流侧谐波抑制方法的多脉波整流器的影响。以使用两抽头变换器的24脉波整流器和使用有源平衡电抗器的12脉波整流器为例,分析了正常工作和断相运行时整流器各处的电压和电流特征。通过理论分析和实验验证,结果表明断相会导致两整流桥输出电压的瞬时差等于零,进而使抽头变换器和有源平衡电抗器不能产生环流去抑制输入电流谐波;同时,断相运行也将使负载电压纹波显著增大,即断相将导致输入侧和负载侧电能质量恶化。相关结论可为并联型多脉波整流器断相故障的分析和实时处理提供理论依据。

多脉波整流器的变压器联接方式

文中对多脉波整流器几种移相变压器的结构和绕组联接方式进行了分析、研究。自藕变压器的伏安容量大大小于变压器输出功率,减小了变压器的体积和价格。实验证明了多边形自藕变压器和24脉波整流自藕变压器的有效性。

基于Boost变换器的多脉波整流技术的谐波抑制研究

在整流系统中,往往存在着大量的谐波,为减轻它们对电网的影响,结合多脉波整流技术构建了一种基于Boost变换器的谐波抑制电路。电网交流电经过变压器移相,又经不控整流电路得到直流电压,采用两个Boost电路并入负载,最终通过对Boost电路的控制达到进一步抑制电流谐波的目的。仿真结果表明,这种方法能够在多脉波整流电路的基础上进一步抑制交流侧输入电流的谐波,以达到更好的谐波抑制效果。

城市轨道交通供电多脉波整流机组分段外特性分析

基于Matlab/Simulink仿真和计算分析得到多脉波整流机组的分段外特性曲线,用得到的分段外特性曲线详细计算得到其戴维宁等效电路,再用得到的等效电路进行城市轨道电路的仿真,并将结果和原仿真模型得到的结果进行比较,表明其分析是有效的。

Simulink在多脉波整流电路仿真中的应用

以6脉波、12脉波整流电路为研究对象,利用Smiulink工具建立模型,对其进行仿真,并对其仿真结果进行分析,证明了12脉波整流电路比6脉波整流电路在高压领域的优越性。仿真验证了模型的正确性,并证明了该模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列优点,克服了以往分析过程中系统接线复杂和改变接线困难等缺点,从而为电力电子电路的设计分析提供了一个有效的辅助工具。

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。

多脉波整流变压器相位测量算法

研究基于傅里叶变换的相位测量算法,用傅里叶积分计算测量对象波形的频率,根据实际基波频率对采样数据做整周期截断得到分析数据,减小了非整基波周期截断及基波频率波动带来的截断误差。用MATLAB搭建仿真平台,实现算法并评估其抑制谐波及噪声干扰的效果。全面测试表明算法测量相位差精度高、不确定度小。

网侧绕组的结构形式对多脉波整流变压器半穿越阻抗的影响

对多脉波整流变压器网侧绕组采用不同的结构形式对半穿越阻抗的影响进行了分析,并给出了计算实例,通过对比计算结果给出最佳的设计方案。

带多脉波整流的级联逆变器研究

将多脉波整流和级联逆变器两者的优点相结合,提出了一种采取带自耦变压器的多脉波整流和级联逆变器构成大功率逆变器的组合式变换电路.针对目前阶梯波控制级联逆变器的触发角控制算法仅适用于等电压差模式且不能在线计算的问题,提出了一种适用于电压级差不等模式且可实现触发角在线计算的简易算法.最后通过实验结果验证了理论分析的正确性.该组合式变换电路在大功率逆变器应用中具有较高的实用价值.

多脉波整流电路缺相检测问题研究

具有谐波抑制功能的多脉波整流电路在机载电子设备中应用时,需要设计缺相检测电路进行故障检测上报。文中分析了多脉波整流电路的特点,基于P型18脉波整流电路进行了缺相工作特性分析,提出了一种简单的缺相检测方法,并给出了自耦变压器设计约束条件。最后,通过仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。

基于抽头变换方法的多脉波整流电路

为了抑制三相整流电路交流侧输入电流谐波,降低输出电压波纹,设计了一种基于三抽头变换方法的多脉波整流电路。在simulink中建立了抽头变换器的仿真模型,并对36脉波整流系统进行了仿真分析,与传统的12脉波整流系统及24脉波整流系统相比,36脉波整流系统能更有效地减小输入电流的谐波含量。

串联型12脉波整流器无源脉波倍增策略

多脉波整流器作为交流发电机与直流母线的通用接口,在航空航天、船舶电推进等领域有着广泛的应用。为了提高串联型多脉波整流器的电能质量,并增强其可靠性,提出一种无源脉波倍增策略。根据整流器的拓扑结构,分析整流器的工作模态,并根据工作模态研究整流器的工作波形;根据整流器的拓扑结构以及工作波形,得到输入电压与注入变压器匝数比的定量关系,并根据定量关系获得最优匝比,完成无源脉波倍增电路的设计。实验结果表明,使用脉波倍增策略后,整流器输入电压的总谐波畸变率(THD)由8.6%降至4.4%,输入电流的THD由6.5%降至2.6%,注入变压器容量仅为负载功率的2%。所提出的无源脉波倍增策略成本低、损耗小,且具有良好的谐波抑制能力。

圆形变压器在24脉波整流系统中的应用

圆形变压器利用旋转磁场实现三相和多相之间的电能变换。以三相/十二相圆形变压器为对象,分析了其应用于24脉波整流的原理;基于磁动势平衡原理,对电网侧电流的谐波成分进行了理论研究;结合电磁设计需要,重点分析了定、转子槽齿相对位置以及气隙对电磁参数和运行性能的影响;开展了样机试验,证明了圆形变压器能明显改善输出直流电压和输入侧电流波形,并对圆形变压器在多脉波整流系统中的主要性能进行了初步评估。