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电力自动化设备 2015年第1期35卷 85-93页

作者：高蕾孟凡刚杨世彦杨威哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

根据自耦变压器的绕组结构和电气量之间的关系,分析了移相角与绕组匝数的关系。定量分析了移相角与输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数之间的关系,分析表明过移相和欠移相均会使输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数增大;为抑... 详细信息

根据自耦变压器的绕组结构和电气量之间的关系,分析了移相角与绕组匝数的关系。定量分析了移相角与输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数之间的关系,分析表明过移相和欠移相均会使输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数增大;为抑制输入电流中的非特征次谐波,提出了谐波抑制电抗器和相间电抗器相结合的12脉波整流系统,该系统结构简单、对称性好。仿真和实验结果表明了理论分析的正确性,所提多脉波整流系统可有效抑制输入电流中的非特征次谐波,减少过移相和欠移相对12脉波整流系统的影响。

关键词： 12脉波整流系统过移相欠移相谐波抑制电抗器谐波分析

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基于有源平衡电抗器的低谐波12脉波整流系统研究

基于有源平衡电抗器的低谐波12脉波整流系统研究

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作者：朱屹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

大功率整流电路在电机调速、电化学加工和可再生能源变换等工业系统中得到了广泛应用,但其非线性和时变性特性给电网带来了大量的谐波。多脉波整流技术是解决大功率整流电路谐波污染的有效措施。为进一步提高多脉波整流电路的谐波抑制能... 详细信息

大功率整流电路在电机调速、电化学加工和可再生能源变换等工业系统中得到了广泛应用,但其非线性和时变性特性给电网带来了大量的谐波。多脉波整流技术是解决大功率整流电路谐波污染的有效措施。为进一步提高多脉波整流电路的谐波抑制能力,本文在常规12脉波整流电路的基础上,结合其直流侧谐波抑制技术,研究了一种应用于非隔离场合的基于有源平衡电抗器的低谐波12脉波整流系统。为了分析直流侧环流抑制输入电流谐波的机理,通过开关函数法,研究了系统输入电流、输出电流以及直流侧环流的数学关系,明确了电流谐波得到最大程度抑制时,三角波环流需要满足的幅值和相位条件;对系统的输出电压特性以及电路中主要部分的容量进行了详细分析,并与常规12脉波整流电路进行了对比,明确了该系统的特点。深入研究了该系统对工业中应用最为广泛的LR型和LCR型等效负载的适应性,分析了各类型负载条件下,输出电流纹波对输入电流谐波的影响,得出了输入电流THD值与负载参数的关系曲线;为了保证系统对于LCR型负载依然具有较好的谐波抑制效果,给出了一种LC滤波电路的参数设计方法,为系统的应用提供了一定的理论基础。直流侧环流需要通过有源平衡电抗器副边辅助电路的电流调制产生,本文通过分析辅助电路的能量流动方向及其需要满足的条件,提出了一种采用单相桥式PWM整流电路和DC/DC变换电路组成的两级电路作为辅助电路的方法,该方法能够使所研究的整流系统具有更强的通用性和适应能力。对由PWM整流器和Boost型变换器组成的两级电路作为辅助电路的整流系统进行了具体的设计,并基于此研制了一台额定功率为6.4kW的实验系统;为了验证系统所能达到的显著的谐波抑制效果以及关于系统特性的理论研究,对实验结果进行了详细的分析。基于有源平衡电抗器的12脉波整流系统具有非常显著的输入电流谐波抑制效果,附加辅助电路不消耗额外功率且容量非常小,本文对系统的理论研究和实验分析表明了系统在大功率整流场合具有一定的应用价值。

关键词：谐波 12脉波整流系统有源平衡电抗器负载适应性

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基于12脉波整流系统的自耦变压器升压模型研究

基于12脉波整流系统的自耦变压器升压模型研究

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作者：王佳荣兰州交通大学

学位级别：硕士

近年来,为了抑制电网谐波,可在电力系统中装设各种有源、无源以及混合型电力滤波器。改造电力电子装置使其不产生或尽量少地产生谐波亦可有效减少谐波的方法有PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)整流和多脉波整流两种。其中,PWM... 详细信息

近年来,为了抑制电网谐波,可在电力系统中装设各种有源、无源以及混合型电力滤波器。改造电力电子装置使其不产生或尽量少地产生谐波亦可有效减少谐波的方法有PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)整流和多脉波整流两种。其中,PWM整流随着功率等级的提升,开关损耗,故障率问题突出,一般用于中小功率场合。而多脉波整流由于其可靠性高,成本低,效率高,控制简单,已成为近年来大功率整流系统方面的研究热点。多脉波整流器通过移相多重联结多个全桥或半桥整流电路对同一直流侧负载供电,使某一整流电路产生的谐波可以被其他整流电路产生的谐波所抵消,有隔离变压器和AT(Auto-connected Transformer,自耦变压器)两种。自耦变压器原边与副边绕组之间不仅有磁路上的耦合也有电路上的耦合,故较隔离变压器能显著减小系统体积,重量,成本以及损耗。因此,在不需要电磁隔离的场合自耦变压器成为首选。多脉波整流中自耦变压器将网侧输出侧电压转换为直流侧多脉波输入电压。12脉波整流系统较其他整流系统电路简单且能满足大多数用电设备需要。故在多脉波整流系统中,12脉波整流有着广泛地应用。为满足逆变器并网或供电及一些整流负载对电压的要求,本文基于12脉波整流系统,推导了多边形自耦变压器及之字形自耦变压器移相角与电网交流侧电流谐波系数、直流侧负载电压纹波系数、系统磁性器件等效容量之间的关系。在保证交流侧电流谐波含量及直流侧负载电压纹波系数最小的同时,比较了在不同移相角时系统磁性器件等效容量。当多边形自耦变压器和之字形自耦变压器均采用新型移相角时,电网侧谐波含量和负载电压纹波系数均是最小,系统直流侧磁性器件等效容量与采用传统移相角相同。相比变压器采用传统移相角时容量略有升高,但是可以应用于升压场合,提升了系统的应用范围。通过仿真验证了理论分析的正确性。为了解决升压范围较小的问题,需在原有自耦变压器拓扑基础上设计新型升压拓扑结构。针对之字形自耦变压器及星形自耦变压器,分析设计了各变压器升压拓扑。为了使系统电网输入电流谐波含量和负载测电压纹波系数最小,本文设计拓扑时采用30°的移相角。在此基础上,理论推导了变压比与自耦变压器及其他磁性器件等效容量之间的关系。在综合考量不同条件下变压器线圈匝数及变压器容量后,得出了在相同升压比时星形自耦变压器和之字形自耦变压器各自最优升压拓扑。且相对于传统的变压模型,本文提出的升压拓扑不会产生非特征谐波。通过仿真验证了理论分析的正确性。

关键词： 12脉波整流系统自耦变压器升压移相角升压拓扑仿真分析

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基于新型升压自耦变压器的12脉波整流系统

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电源学报 2012年第3期10卷 23-31页

作者：高蕾佟为明孟凡刚哈尔滨工业大学电气工程与自动化学院黑龙江哈尔滨150001

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... 详细信息

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。

关键词： 12脉波整流系统自耦变压器移相角输入电流负载电压

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移相变压器不对称对多脉波整流系统的影响

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电机与控制学报 2012年第5期16卷 62-72页

作者：佟为明高蕾王胤燊哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

移相变压器结构不对称是多脉波整流系统常见的现象。通过分析多脉波整流系统对移相变压器结构的要求,给出了移相变压器的结构不对称类型,研究了不同不对称类型对移相变压器输出电压有效值和相位差的影响。以三角形联结自耦变压器为例,... 详细信息

移相变压器结构不对称是多脉波整流系统常见的现象。通过分析多脉波整流系统对移相变压器结构的要求,给出了移相变压器的结构不对称类型,研究了不同不对称类型对移相变压器输出电压有效值和相位差的影响。以三角形联结自耦变压器为例,通过仿真和实验分析了原边绕组不对称对整流系统的影响。实验结果表明,当绕组不对称时,系统各处电压和电流相对于对称时均产生较为明显的改变,且输入电流中含有5、7次等非特征次谐波,系统长期运行于不对称状态会对电网产生较大污染。

关键词： 12脉波整流系统移相变压器结构不对称非特征次谐波

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