输入电压不平衡时的12脉冲自耦变压整流器

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1、第31卷第4期2010年4月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31No．4Apr．20lO文章编号：1000一6893(2010)04一0762一08输入电压不平衡时的12脉冲自耦变压整流器张方华，王明，马义林(南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)12_PulseAutoTransformerRectifierUnitUnderInputVoltageUnbalanceZhangFanghua，WangMing，MaYilin(CoUegeofAutomationEngineerin

2、g，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)摘要：在含有较多非线性负载的航空供电系统中常存在三相输入电压不平衡的情况。详细分析了输入不平衡对12脉冲自耦变压整流器(ATRU)的输出电压、输入电流的影响，并提出了采用谐波抑制电抗器(HBR)来抑制谐波电流。分析了工作原理，比较了几种HBR构成方案，研制了一台2kw的演示样机。实验结果表明，谐波抑制电抗器有效抑制了三相输入电压不平衡的影响。关键词：航空电源；谐波；自耦变压整流器；输入不平衡；谐波抑制电抗器中图分类

3、号：V242．2；TM46文献标识码：AAbstr觚t：Inpowersystemswithalargepercentageofnonlinearloads，thereisusuallyanimbalanceamongthethree—phaseinputvoltages．Thisarticlecarriesoutadetailedarlalysisoftheimpactthattheunbalancedinputconditionhasupontheoutputvoltageandinputcurrentofa12一pulseautotransf

4、ormerrectifierunits(ATRU)．Inordertocountertheeffectofinputunbalance，thearticleadoptsaharmonicsblockingreactor(HBR)tosuppresscurrentharmonics．ItcomparesseveralimplementationsolutionsoftheHBR，andfinallydecidesontheoptimalone．Furthermore，a2kWlaboratoryprototypeisdeveloped，andthee

5、xperimentalresultsshowthatundertheconditionofinputimbalancetheuseofHBRleadstoadramaticimprovementinper—formance．Keywords：aeropower；harmonic；autotransformerrectifierunit；inputv01tageimbalance；hamonicblockingreactor在大功率整流领域，一般采用多脉冲整流技术来减小谐波含量。多脉冲整流是指在一个三相电源系统中，输出直流电压在一个交流周期内多于6个

6、波头。航空电源系统中，多脉冲整流器由于具有可靠性高、过载能力强的优点而被广泛采用[1。2]。在Boeing787、空客A380中也已大量使用多脉冲整流器，如在Boeing787电源系统中就使用了多脉冲变压整流器及多脉冲自耦变压整流器(AutoTransformerRectifierUnit，AT—RU)[3巧]。文献[6]和文献[7]研究了采用自耦移相变压器的12脉冲整流器。该移相变压器的等效容量与传统隔离式移相变压器相比，约减少了82％，重量进一步降低，在航空电源领域有着广阔的应用前景。在电力机车牵引、电解电镀等领域也有很好的应用前景。12脉冲自

7、耦变压整流器在三相输入电压平收稿日期：2009一03—10：修订日期：2009一07—26基金项目：航李科技支撑基金(05【：52006)通讯作者：张方华E—mail：zhangfh@nuaa．edu．cn衡时可以有效消除输入电流中的5次、7次谐波，减小输入电流中的谐波含量[6{]。但由于航空电网配电容量小、且存在较大比例的非线性负载，导致三相输入电压不平衡，输入电压中常会测出含有3％～5％的5次、7次谐波。本文分析认为该电压谐波将引起两组整流桥的输出电压不一致，从而导致输入电流中的谐波含量提高。在此基础上，提出采用谐波抑制电抗器(Harmonic

8、sBlockingReactor，HBR)来抑制谐波电流，通过比较，最后选定了最优的HBR实现方案。1输入不平衡对输出电压