基于交流侧LC滤波的近正弦输入电流三相整流器

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1、2009年11月电工技术学报VO1．24NO．1l第24卷第11期TRANSACT10NSOFCHINAELECTROTECHNICALS0CIETYNOV2009基于交流侧LC滤波的近正弦输入电流三相整流器陈仲朱银玉罗颖鹏(南京航空航天大学航空电源重点实验室南京210016)摘要基于交流侧LC滤波的三相整流器尽管由来已久，但对其原理和特性并没有深入、准确地研究，且缺乏有效的设计方法。根据交流侧电容充电完成时刻的不同，将该整流器分为小、中和大负载电流三种工作模式，详细阐述了其在小负载电流模式下的工作原理；基于拓扑演变

2、论证了该整流器和典型近正弦三相整流器的关联性；此外，提出了一种实用的参数优化设计方案并探讨了该整流器的工作特性，实现了不同模式下输入电流近正弦且与输入电压同相的目的。最后通过三台小功率(250W)样机验证了分析的正确性和设计的可行性。关键词：整流器无源滤波器功率因数谐波中图分类号：TM461Three-PhaseRectifierWithNear-SinusoidalInputCurrentsandLCFiltersConnectedontheACSideChenZhongZhuYinyuLuoHngpeng(Nan

3、jingUniversityofAeronauticsandAstronauticsNanjing210016China)AbstractAnanalysisofathree-phaserectifierwithnear—sinusoidalinputcurrents(RNSIC)andLCfiltersconnectedontheacsideispresentedinthispaper．Accordingtothevariousendmomentsofthecapacitorchargingcurrent，this

4、rectifierisclassifiedtothreedifferentoperationmodes：smallcurentmode，mediumcurentmodeandlargecurrentmode．TheoperationprincipleofthisrectifierinthesmallcurrentmodeiSanalyzedindetail．Basedonthetopologyevolvement．thecoherencebetweenthestudiedrectifierandthetypicalR

5、NSICwithcapacitorsconnectedonthedcsideiSdemonstrated．Moreover,thecharacteristicoftherectifierjSdiscussedandapracticaldesignmethodofthepassivecomponentsisproposedundervariousworkingmodes，achievingthesinusoidalinputcurrentandnearunitydisplacementfactor．Theresults

6、obtainedfromthree250Wprototypesystemsareshowntoconfirmthevalidityoftheanalysis．Keywords：Rectifiers，passivefilters，power．factor，harmonics为抑制谐波，提高功率因数，对于三相整流电1引言路，目前主要采用高频PWM整流和多脉波整流这直流侧采用电容滤波的三相二极管整流器作为两种整流方式。采用高频PWM整流可以有效调节中、大功率电力电子装置的电网侧输入接口而应用输出电压，使输入电流近似于正弦波

7、。但其相对于广泛，但因其非线性导致输入电流畸变严重，大量三相二极管整流电路而言存在以下缺点：成本高，谐波产生，使输入功率因数降低。这些非线性谐波且开关损耗大，效率不高。特别是在中、大功率场源对电力系统造成严重污染，同时也是危害电网安合，高频PWM整流的缺点就更加明显【l】。采用多全运行的重要因素。脉波整流，可以降低设备的成本，提高效率，无额外的EMI产生，但其输入电流谐波含量较高，谐波收稿日期2008．12—21改稿日期2009．05．21第24卷第11期陈仲等基于交流侧LC滤波的近正弦输入电流三相整流器109污染仍

8、较大，不能满足绿色电源的要求f2J。近年来，由于整流器三相对称，以U相为例，定义该相有西方学者提出了近正弦输入电流三相整流器电流正向过零点为零时刻(，=0)，电容c充电完成(RNSIC)，这类整流器利用外加电感、电容这些无时刻为t。。负载变化时，电容的充放电开始时刻及源器件使输入电流近正弦，电路简洁、工作可靠[41】。充放电时间不同导致t。随之