高压倍压整流电路无功补偿对策

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1、高压倍压整流电路无功补偿对策

2、第1摘要：分析了高压倍压整流电路在中高频条件下无功功率产生的原因，以减小供电逆变器容量为目的，提出了具体的功率因数补偿方法，并通过实验证明了有效性。关键词：多级倍压整流，高压，无功补偿TheCorrectionMethodofReactivePoultiplierproducedthereactivepoethodofpoent.Keyultiplierhigh-voltagereactivepoouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">图1倍压整流电路及充电等效电路??倍压整流电路

3、工作时，对电容的充电分两个阶段。在输入交流的正半周，充电是对交流电容柱进行的，如图1b所示，充电回路由1~4个支路并联而成。所以，在正半周时，等效电容就是四个支路的电容的并联：500)this.style.ouseg(this)">（2）500)this.style.ouseg(this)">（3）在输入交流的负半周，充电是对直流电容柱进行的，如图1c所示，充电回路也由4个支路并联而成，所以，在负半周时，等效电容为：500)this.style.ouseg(this)">（4）500)this.style.ouseg(this)">（5）正负半周的等效

4、电容估算出来，但等效容抗的大小还与充电时间有关，在倍压整流电路中，电容的充电不是全波充电，而是以脉冲进行充电，只有在时间D内，变压器的次级电压对电容充电，D之外，电容没有充电电流，所以，在计算等效容抗时，只计及D内的效应，也就是说，应加入占空比D（D<1）因子：500)this.style.ouseg(this)">（6）其中：500)this.style.ouseg(this)">为工作频率，C为单位电容量，D为占空比。占空比D还与高压负载电流大小有关，是一变化的量，当高压负载电流为额定值时，D约为5%~10%。3升压变压器寄生电容容抗升压变压

5、器具有较大的变比和较多的次级绕组匝数，绕组的层与层之间有寄生电容，每一层的匝与匝之间亦有寄生电容。在低频供电的条件下，由寄生电容引起的无功功率很小，可忽略不计。但当频率从50Hz提高到2.5kHz以至20kHz时，产生的无功功率就相当可观了。变压器寄生电容的理论计算受许多条件的限制而不准确，通过实验方法测量是简便和可行的。举例说明：实验中所采用的变压器铁芯为微晶合金环型铁芯，初级绕组N1=21匝，次级绕组N2=2400匝，采用分段绕法，分四段，以减小寄生电容，变比B=114，工作频率f=15kHz，变压器的次级不接任何负载，初级加中频电压Ui(V),测

6、量中频电流Ii(A),即可计算出等效容抗：500)this.style.ouseg(this)">（7）其中：N为测量次数，XC1为初级等效容抗，可以继续算出次级等效容抗XC2和寄生电容量C2：500)this.style.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">（8）500)this.style.ouseg(this)">（9）说明：在计算容抗时没有计及升压变压器初级励磁电流分量，是因为该电流很小，略去不计不会影响测量精度。4无功功率补偿策略通过以上分析可知，高压倍压整流电路是一容性负载，容性负载的无功补偿采

7、用电感，针对这一特定负载的模型，有三种补偿对策可供选择：在升压变压器初级补偿，将倍压整流电路和升压变压器的等效容抗全部包含在内；在升压变压器次级补偿，只能对倍压整流电路的无功功率进行补偿，对升压变压器寄生电容的无功功率无能为力；前后综合补偿，即同时采用前面两种方法。通过分析可知，只有第一种对策是可行的。补偿等效电路如图2a所示，XC1为变压器寄生电容容抗，XC2倍压整流电路等效容抗，RH为高压负载等效电阻，XL为补偿电感感抗，该电感为空心电抗器。图2b为补偿矢量图，I1为补偿前电流，I为补偿后电流，如果为适当补偿时，I和IH相等。500)this.st

8、yle.ouseg(this)">500)this.style.ouseg(this)">4实验条件与结果该直流高压电源设计为4级倍压整流，升压变压器变比为114，空载最高输出电压为直流250kV，在200kV时额定负载电流为10mA。在高压电源只有测量电阻(890M500)this.style.ouseg(this)">)和加速管均压电阻（192M500)this.style.ouseg(this)">）的轻载（高压200kV时高压负载电流为1.2mA）条件下，对补偿和未补偿进行了对比实验测试，逆变电源输出电压和负载电流的关系如图3a所示，补偿电感L

9、=225500)this.style.ouseg(this)">H；在加速器引出束流的负载（高