基于多电平逆变技术的谐波抑制研究

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1、2012年第2期煤矿机电·19·基于多电平逆变技术的谐波抑制研究黄海波，葛爱丽。，牛迎丽(1．辽宁省电力有限公司铁岭供电公司，辽宁铁岭112000；2．辽宁工程技术大学电控学院，辽宁葫芦岛125105)摘要：煤矿输送机、通风机等设备的变频调速，或者一些滤波器和补偿装置都需要用到整流逆变电路，它们均存在谐波多的问题，为此提出了一种基于相移变压器的三电平48脉冲电压源型逆变器。通过对这种拓扑结构进行了仿真研究，结果表明，该逆变器对谐波有很好的抑制作用，具有优良的工作性能和很高的实际应用价值。关键词：逆变器；抑

2、制谐波中图分类号：TM464文献标识码：A文章编号：1001—0874(2012)02—0019—04TheResearchofHarmonicsSuppressionBasedonMultilevelInvertingTechnologyHUANGHai—bo．GEAi—li2．NIUYing—li(1．LiaoningPowerCo．，Ltd．，TielingPowerCompany，Tieling112000，China；2．SchoolofElectronicControl，LiaoningTec

3、hnicalUniversity，Huludao125105，China)Abstract：Formanyoftherectifierinvertercircuitsharmonicproblemwasproposedbasedonthephaseshiftoftransformerthreelevel48pulsevoltagesourcetypeinverter，theinverterisharmonichaveverygoodinhibition，finallytotheextensionofsim

4、ulationresearchonstructure，andtheresultshowsthattheinverterhaveexcellentworkperformanceinstruments，hastheveryhighapplicationvalue．Keywords：filtercapacitance；inverter；harmonicsuppression1整流滤波电路一一一一—。一Vl'~__JV3煤矿电网中，用于调速变频系统滤波、补偿系统l市电的交一直一交变换器，在使用中将会使电网产生谐一

5、一l波，对电网的危害加大。对此在直流侧加电容滤波，_-____逆变电路采用移相变压器的多脉冲逆变器，使整流蹿和逆变的波形更加接近理想波形。图1以桥式整流器作为电源的三相桥式逆变器电路1．1储能电容图1为三相桥式整流逆变电路，开关管转换的收负载电感的反馈能量，起无功功率存储交换的瞬间，负载电感将产生自感电动势，其方向与直流电作用。源的方向相反，电源电路中的电流反向，使桥式整流1．2滤波电容中的二极管承受反向电压而关断，存储在电感中的对于三相桥式整流电路，在其输出直流电压能量经过续流二极管向直流侧反馈，由于直

6、流侧无中包含6次谐波的脉动电压U，直流滤波电吸收电能的元件，故电流被迫使集电极回路的损耗容的电抗值为：猛增，从而引起开关管的损坏。1r／一。()一6wC最简单的方法是在直流侧并接一个电解电式中：——电网的角频率。容，电容的作用除了滤波之外，更重要的作用是吸·20·煤矿机电2012年第2期2．2移相变压器移相变压器在结构上与常规变压器不同，它的每一相包括多个绕组，其中一个是依次绕组，其余的≥是二次绕组。对变流器而言，它主要有三个功能：一是在变压器的一次侧和二次侧产生一定的移相，可以用来消除一定的谐波；二是为

7、二次侧提供一个合适的电压；三是隔离电源和逆变器负载。移相变压器的绕组排列大致有三种方式：Y／A，Y／Z，A／Z，即在一次侧它的绕组为Y或△，而在二次侧，则是△或z形。移相变压器的优点主要是减小输入电流的畸变率，提高输入功率因数，减小整流输出电压的纹波。为了简单起见，以12脉冲移相变压器为例，介绍它的消谐原理。由于变压器的特殊绕线方法，零序电流无法产生或无法流出，故变压器的一次侧电流可以分成正序谐波和负序谐波，它们与二次侧电流分别相差一6和6相角。假设二次电流为：i=∑Isin(wt+6)n=1．5．7’：

8、=∑，sin(wt)这样折算到一次侧，即为：1∞={∑，sin[n(wt+一6]+‘‘Jn1／．13∑Insin[n(wt++6]}=n=511．171—[，1sin(wt)一15sin(5wt)一sin(7wt)+sin(11wt)+1,3sin(13wt)+⋯]式中：K=2，6=30。线电流i：一i=v苷1iA=i^+：=，1sin(mt)+，llsin(11mt)+113sin(13wt)+123sin(23wt)+，2