LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析

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1、第37卷第3期电力电子技术Vol.37，No.32003年6月PowerElectronicsJune，2003LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析裴云庆，姜桂宾，王兆安（西安交通大学，西安710049）摘要：对于广泛使用的三相桥式整流电容滤波电路，在直流侧接入电抗器是提高电路输入功率因数降低谐波电流的有效方法。通过分析得出了电路各项输入指标与参数间的理论关系式，为电路分析设计提供了有效的工具。仿真与实验证明了结论的正确性。关键词：整流电路；谐波；功率因数／三相桥式中图分类号：TM713文献标识码：A文章编

2、号：1000-100X（2003）03-0034-03AnalysisofLineHarLonicCurrentofThree-phaseRectifierwithLCFilterPEIYun-qing，JIANGGui-bin，WANGZhao-an（Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China）Abstract：Forthethree-phasecapacitiverectifier，whichwaswidelyusedinthepowerelectronicsequ

3、ipment，LCfil-terinDCisaneffectivestructuretoimprovethepowerfactorandreducetheinputharmoniccurrent.Atheoryequationisderivedinthispaper，whichshowstherelationshipbetweentheinputcharacteristicsandthecircuitparameter.Thecor-rectnessoftheconclusionisprovedbythesi

4、mulationandtheexperiment.Keywords：rectifyingcircuit；harmonic；powerfactor；three-phasebridge1概述对直流侧采用LC滤波的三相桥式不可控整流电路随着电力电子技术的飞速发展，其应用已经深网侧特性与滤波器参数的关系进行分析。在一定程入到电力、冶金、化工、通讯、铁路电气以及家电等各度近似的基础上获得了各项输入指标与滤波参数的个领域，在电力电子装置中，整流器作为装置与电网计算公式，仿真及实验表明，公式具有较高的精度。的接口占有相当大

5、的比重，随着变频器、开关电源及2理论分析UPS等装置的广泛应用，由电容滤波、二极管构成采用LC滤波的三相桥式不可控整流电路的等的三相不可控整流电路所占应用比例越来越高，同效结构如图1所示。时这种整流电路对电网的不利影响，如输入电流谐波等，也越来越严重。虽然目前可以采用PFC装置、有源滤波器等方案解决其带来的各种不利影响，但采用接入电抗器仍为最简单和常用的一种提高功率因数、抑制谐波的方法。目前对采用电抗器改善整流器输入谐波及功率因数的分析主要采用计算机图1采用LC滤波的三相不可控整流电路仿真［1~3］，得出了一

6、些有价值的数据及图表，但采图中R———直流侧负载等效电阻本文将在以下条件下对电路特性进行分析：①用仿真的方法难以建立各项指标与电路参数间的理三相电源为对称正弦；②忽略三相进线阻抗及二极论公式。文献［4］提出了采用整流器开关函数、基于管压降；③滤波电容C对6次及6次以上频率谐波频域的分析方法，对同时含有直流侧及交流侧滤波的阻抗远小于R。元件的情况得到了很好的求解公式，但公式形式十在通常情况下，上述假设条件对于整流器都是分复杂，难以实用。可以满足的。下面将对直流侧电压、电流及交流侧由于在整流电路的直流侧或交流侧接

7、入电抗器电流进行分别讨论。均可以起到改善整流器输入谐波及功率因数的作用，而在直流侧接入电抗器效果更为明显。本文将2.1直流侧电压及电流分析在假设条件②情况下，即不考虑换相重叠角及直流电流连续情况下，不可控整流电路输出的直流定稿日期：2003-01-29作者简介：裴云庆（1969-），男，讲师，研究方向为开关电压波形ud如图2所示，采用傅立叶级数形式可表电源及逆变器技术。示为：34LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析∞输入电压及电流波形如图3所示。udEUd+∑ﾍ2Uncosnwt（kE1，2，3，⋯）nE6

8、k根据直流侧电流波形及二极管整流桥的导通规2cos6wt2cos12wt2cos18wtE1.35U2l［1+-+-⋯］律可得交流电流波形，由于电流波形正负半波对称，5*711*1317*19（1）式（6）仅给出了半周期内电流的表达式：式中U2l交流侧线电压有效值╰π00