基于电机结构的整流装置谐波抑制方法

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1、基于电机结构的整流装置谐波抑制方法负载电流的幅值比值、注入电流相对于注入电压的相位偏移角，可以得到最佳的谐波抑制效果。但负载大小的改变会影响到滤波的效果。此外，对于晶闸管相控整流，触发角的改变也会影响滤波效果。从众多的研究成果中，可以发现三次谐波注入方式的滤波效果很难满足电网谐波标准中电流谐波低于5％的要求。图1．2并联有源滤波器的原理图Fig．1-2Schematicdiagr锄ofshuntactiVepowerfilter图1．3三次谐波注入滤波技术的电路原理图Fig．1-3Thecircuitsch

2、ematicdiagramofthird-ha咖onicinjectednltcringtechniques2、主动的治理模式主动方式的治理模式主要是对整流装置本身的拓扑结构和相关的控制方法进行改造和升级，降低装置运行时产生的电流谐波含量。高功率因数PwM整流装置和多脉波的移相叠加整流技术是主动治理模式的代表。(1)PWM整流装置PWM整流装置124之6】通过对整流电路的各种电气量进行检测提取，然后通过数字信号处理器进行对开关器件导通的PWM控制，可以实现电源侧电流正弦化，并且可以实现单位功率因数状态运行。

3、PWM整流装置的主要部件包括电力电子开关器件、传感检测装置和数字信号处理器。控制和检测技术是PWM整流装置的核心，6基于电机结构的整流装置谐波抑制方法检测和控制技术的好坏直接影响到整流器的输入谐波含量。高功率因数PwM整流器的控制复杂、开关器件的价格昂贵。这制约了它的广泛工程应用。目前，PWM整流器已经开始应用于小功率的电力电子电源中。(2)多脉波的移相叠加整流技术多脉波的移相叠加整流技术【27。30】是按一定的规律将两个或更多个(通常为偶数个)变流器进行组合，通过移相装置对电网电压进行移相，使得各个整流桥

4、输入电压存在一定的相位差，从而获得整流负载电流之间的相位差，不同相位差的整流负载电流在电网侧的叠加，可以使某些次谐波相互削弱或抵消，从而实现整流电路电网侧电流的正弦化矫正。多脉波整流技术所需的电压移相由曲折变压器、移相电抗器或自耦变压器等设备产生。通过不同接法的变压器绕组的移相只能为30。的整数倍，而通过移相电抗器可以实现任意角度的移相。现在，新的结构可以使多脉波整流技术的脉波数达到一个很高的值，但同时这种做法也增加了系统部件的成本和结构的复杂性。因此，设计者在设计时必须注意脉波数和电能质量要求、经济性、可

5、靠性等的平衡考虑。即多脉波整流方式的脉波数决定于负载的功率等级、成本、效率和电能质量的要求。多脉波整流方式的一个优点是，通过增加脉波数，可以消除某些次谐波并使更高次谐波有所降低，而阶梯数越多则电流波形更接近于正弦电流。且多脉波整流电路中不存在储能元件，实现了高效的谐波消除，是一种高性价比的谐波治理技术，是大功率直流电源供电的首选。此外，多脉波整流方式没有像PWM整流方式中的开关损耗。目前，多脉波整流技术已经广泛应用于工程实践，如：电化学工业中，高压直流输电工程。1．3本文的研究目标和研究意义1．3．1本文的

6、研究目标电气工程领域无论从电源、电网亦或是负载的形式都发生了深刻的变化。这些变化的一个重要结果是使整流装置成为电力系统的主要谐波产生源。针对整流装置的谐波治理，从整流电路主拓扑结构的改造出发，根据交流电机的运行理论，设计具有电机结构的新型电力变压器，利用电机结构中的电磁耦合关系，实现整流电路输入电流波形的正弦化矫正。7基于电机结构的整流装置谐波抑制方法1．3．2本文的研究意义针对整流装置是电网主要谐波源的特点，为解决电力系统中整流装置畸变电流波形正弦化的问题，以主动适应电力系统非线性负载和非正弦电流的新型电

7、源的发展，本文提出了根据旋转电机理论，将交流电机设计方法应用于新型变压器的制作，通过新型变压器与整流装置的结合，构成一种新颖的整流装置谐波抑制技术。本文为相关具有谐波过滤功能的变压器的设计、制造和运行提供理论指导和依据。主要包括几个方面：1、通过研究推导，得出利用具有电机结构的变压器中形成电气运动磁场的理论；2、通过将电机运行理论应用到变压器中，以形成集电能传输及谐波过滤功能于一身的新型变压器；3、对具有电机结构的电力变压器进行运行特性分析，探索其运行特性与规律。利用新型电力变压器构成的三相整流电路谐波过滤

8、装置，结构简单、滤波效果好、经济性能优良、可靠性高。它开创了一种新的谐波抑制技术，促进了整流装置谐波消除技术的发展，并对改善电能质量、提高电能生产、输送和使用的效率发挥了积极的作用。这项研究的成果将具有较大的应用前景，其应用范围将包括：变频调速装置、高压直流输电工程以及新能源发电等双向功率接口的并网。1．4本文的主要内容本文的第一章就电力系统从电源端、输电网到电力用户端所出现的新形势进行叙述，说明了本文的研究背景