基于单相桥式PWM整流技术的混合型有源平衡电抗器

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:JoshuaSiu
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目前适用于电网的工频整流器已经被广泛的应用于各种工业生产设备和电网接口,但是在功率较大的场合下,由于功率半导体器件的非线性特性,整流过程会有大量的电流谐波进入电网,导致电网被污染。采用多脉波整流技术可以有效抑制电流谐波,其中无源谐波抑制技术具有结构简单易于实现的优点,但是无法从原理上消除电流谐波,而有源谐波抑制技术虽然谐波抑制效果较好,但是其有源环节容量较大,造成的损耗大且对输出电压的纹波没有改善作用。本文针对并联性多脉波整流系统,结合有源和无源谐波抑制技术的优点,提出了一种基于单相桥式PWM整流技术的混合型有源平衡电抗器,该混合型有源平衡电抗器利用混合型谐波抑制的方法,使其保持良好电流谐波抑制效果、避免电压陷波的现象、保证有源环节的容量小以及输出电压纹波低的优点。利用开关函数法分析常规12脉波整流电路的交流侧输入电流与平衡电抗器直流侧的环流关系表达式,以输入电网电流谐波分量等于零为目标,分析此状态下平衡电抗器的环流表达式,得出环流波形,分析混合型有源平衡电抗器的拓扑结构和工作原理,分析了混合型谐波抑制方法的原理,通过仿真验证该原理对于输入电网电流谐波抑制的有效性。通过仿真改变混合型有源平衡电抗器原边的匝比,从而改变有源环节和无源环节的混合方案,通过对仿真结果中输入电网电流谐波含量、有源部分的容量、输出电压以及平衡电抗器的设计容量等一系列参数的最佳选取,明确了实现混合谐波抑制的平衡电抗器最佳匝比,从而得出最优的混合抑制方法。结合混合型多脉波整流的原理分析,设计平衡电抗器以及副边单相桥式PWM有源电路,优化设计有源电路器件参数进而完成控制电路硬件设计以及软件编程。通过仿真和实验,明确了实际最佳混合方案,验证了混合型多脉波整流电路对电网电流谐波抑制的有效性,为工业上的实际应用奠定基础。
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