浅述电力谐波高脉冲与半控整流

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  摘 要:電能质量的好坏直接影响到工业产品的质量,评价电能质量有三方面标准。首先是电压方面,它包含电压的波动、电压的偏移、电压的闪变等;其次是频率波动;最后是电压的波形质量,即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率,也就是谐波所占的比重。我国对电能质量的三方面都有明确的标准和规范。
  关键词:电力 谐波 高脉冲 半控整流
  一、高脉冲配置
  利用两个变压器用相移已被证明可以产生12脉冲操作。另外加入适当地移位变压器并联可以提供脉冲配置。例如,24脉冲操作是由四个变压器装置实现相移的,48脉冲操作需要八个变压器相移。虽然理论上有可能,但48脉冲数很少,由于在电源电压波形中找到失真的水平是很高的。同样以12脉冲连接的情况下,替代相移所涉及在更高的脉冲配置需要在并行使用适当的因素进行比较,以实现共同的基频电压上他们的主要侧和次级侧。理论的谐波电流是由一般涉及到的脉冲数表达峰和它们的幅度减少成反比的谐波顺序。一般来说谐波上面可以忽略它们的振幅。
  变压器与系统阻抗的影响。在实践中电抗换向电路的存在会导致传导重叠的传入和传出。 正如我们已经看到,高脉冲配置的三脉冲群组合,即换向重叠是那些三脉冲组的电流波形现在已经失去了对称性甚至相对于中心理想化的矩形脉冲。用作为参考相应的换向电压即零电压交叉,并假设一个纯电感换向电路,下面的表达式定义的换向电流。负电流脉冲仍然拥有半波对称,因此只奇次谐波存在。这些可表达在延迟方面烧成,以及重叠角和它们的大小,有关的基本组件,总之系统阻抗的存在被认为是对减少谐波电流波形的含量,其效果被多的情况下显不受控制的整改。具有大发射角的电流脉冲实际上是不受交流系统电抗。为了说明使用这些图形,让我们考虑一个六脉冲整流器的情况下,通过统一的50兆伏安的连接变压器的匝数比,以110千伏系统。如果额定直流电流为300 A,变压器漏抗并假设最大稳态延时确定前四的水平特征谐波电流。
  二、半控整流
  由于其设计,该半控版本变速的廉价的直流电驱动器已经在一些国家流行。当在满负荷即以经营零延迟发射这些控制器产生几乎相同的谐波电流为完全控制转换器和操作非常有效。然而,操作条件要求的延迟下,半波对称电流波形的流失。在低负荷这些控制器不仅有一个非常小的功率因数,而且严重的波形失真,尤其是偶次谐波。更多的往往不是初始安装控制器及驱动电机比以应对未来更大,而且操作在满负载的一小部分之后。在这些条件下第二谐波分量往往达到接近基波电流的水平。
  异常谐波和间谐波。造成体制不完善的条件谐波的影响在实践中遇到不能被所描述的理想模型。一般来说每个系统的三个主要部件总是在误差较小或更大的程度:交流系统电压永远不会完美的平衡和失真,以及系统阻抗,特别是换流变压器,是不完全相等在三个阶段进行。其结果是大的静态转换器往往产生谐波次数和大小未通过傅里叶级数的理想波形的预测。这些“不寻常”谐波的不确定性质使得以防止它难他们在设计阶段。过滤器通常不会提供不寻常谐波,因此他们的存在往往会导致比的特点更多的问题谐波。通过举例的方式,在谐波测量的结果后端到回新西兰的直流测试在莫尔换流站。所有谐波电压不平衡,特别是第三和第九。该表还示出了目前所有的谐波次数,奇数和偶数,与异常的存在订单造成比那些特性更高的电压失真。一个现实的定量只能通过将所取得的异常高次谐波成分的分析有详细的表示系统的行为的完整的三相计算机模型的变频器控制。主要问题的大多是定性评估不完善的交流从完美的平衡正弦电源可以输出偏差可以通过在换向负序基波频率的存在而产生的电压;的正的或负的顺序谐波电压失真;和在换向电抗不对称。一般来说一个不完善的交流源 产生不对称的发射引用和直流电流调制。
  第一个问题可以通过使用等距触发控制,但第二个问题被淘汰仍然存在。这样的效果,为一个不切实际的情况下的基波电压不对称性高的水平,产生相当大的二次谐波在直流内容侧和三次谐波的交流侧。正常工作条件下的不对称性和失真的预期水平 都很小,他们的影响可以较准确地估算。
  三、三相电压源转换
  一个电压源换流器的特征是一个主要的电容直流侧和一个电感交流制度。在这些条件下的直流电压定义,交流侧电流由转换器的调制过程进行控制。最简单的配置是一个大电容的六脉波二极管桥跨接在输出端子上。在这个电路中的电容器充电的每半个周期供电频率由两个短的电流脉冲。该相应的谐波含量可以达到高达90%。然而,与单相电源整流器,没有在三相情况下,中性点连接的消除了谐波。加一个交流的线电抗器提供了一个大幅度减少谐波目前的水平,通常与脉冲宽度的可调速驱动器,用于调制类型。
  转换器在改变直流侧电容电压时是必需的,二极管必须由可控整流器来代替。此外,当双向功率流都需要时,交换机必须阻止一个单向的电压,但能够在两个方向上传导电流。这种类型的转换器适合交流电机驱动器,因为双方的交流系统和电机负载能够承担。一个典型的电压源整流或逆变器级联。电机驱动器在器件的收视进展需要扩大电压源转换中应用广泛,电机驱动器甚至在光纤应用也很广泛。
  制造商正在引进评分高于200千瓦的高压变频器技术。然而所造成的较高电压开关瞬态需要更大的电机绕组附加应力。已经开发多级解决方案来达到相对低的电压开关器件。相对于传统的两电平逆变器,多电平电压型逆变器可以切换其多电压输出之间每个周期内的电平,从而为特定的一个更好的电压波形确定开关频率。
  参考文献
  [1]王庭有等编著.可编程控制器原理及应用.第二版.北京:国防工业出版社,2008
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