电力电子电抗器拓扑结构与阻抗变换分析.pdf

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1、第46卷第2期电力电子技术Vo1．46，No．22012年2月PowerElectronicsFebruary2012电力电子电抗器拓扑结构与阻抗变换分析常雨芳，袁佑新，徐艳，黄文聪(1．武汉理工大学，自动化学院，湖北武汉430070；2．湖北工业大学，电气与电子工程学院，湖北武汉430068)摘要：可变电抗器是电力系统中调压调功控制、谐波治理和无功补偿的关键设备。电力电子电抗器是一种新型的可变电抗器，它采用电磁技术、电力电子技术、控制技术、计算机技术等实现阻抗值的连续可调。这里介绍了电力电子电抗器的拓扑结构，分析了其阻抗变

2、换原理，对其阻抗变换进行了仿真，并将其应用在电机软起动中，给出了实验结果。仿真及实验结果表明，基于电力电子电抗器阻抗可连续变化的特性，可将其应用在电机软起动、无功补偿、谐波抑制等方面。具有良好的应用前景。关键词：电抗器：阻抗变换；软起动中图分类号：TM47文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)02—0021—02TopologicalStructureandImpedanceConversionAnalysisofPowerElectronicReactorCHANGYu—fang一，YUANYou—xin，

3、XUYan，HUANGWen—cong，(1．WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，China)Abstract：Thevariablereactorisaveryimportantequipmentinpowersystemtoadjustvoltageandpower，anditcanbeusedtorestraintheharmonicsandcompensatesreactivepower．Thepowerelectronicreactorisanewvariablere—a

4、ctor．Itcanchangereactancesmoothlythroughusingelectromagnetictechnique，powerelectronicstechnique，controltechnique，computertechniqueandSOon．Thispaperdescribesthetopologystructureofthepowerelectronicreactorandanalyzestheprincipleofimpedanceconversion．Thereactorisusedi

5、nsoftstartofmotor．Thesimulationandex-pefimentalresultsshowthatthepowerelectronicreactorcanbeusedinsoftstart，restrainingharmonics，compensat—ingreactivepowerandhasexceHentapplicationprospects．Keywords：powerelectronicreactor；impedanceconversion；softstartFoundationProj

6、ect：SupportedbytheNationalTechnicalDepartmentTechnicalPersonnelServetheEnterpriseMotionProjectofChina(No．2009GJD10042)；ScienceandTechnologyResearchProjectofHubeiProvince(No．2006AA101B27)1引言用潜力大。其主要缺点是响应时间长，振动和噪声较大[21。电力电子电抗器是近年来研究和开发出来电抗器按其特性可分为固定电抗器和可变电的一种新型可变电抗器，

7、它采用电磁技术、电力电抗器。随着电力系统的发展，在很多场合都希望电子技术、控制技术、计算机技术等，可实现阻抗值抗器的电抗值能够实时调节。的连续无级可调。典型代表有晶闸管式电抗器、可变电抗器经历了从机械式到电磁式，再到IGBT式电抗器。电力电子式的发展过程【”。机械式可调电抗器结这里主要研究晶闸管式电力电子电抗器．它构简单，线性度好，但不能实现电感的平滑调节，结合了传统机械式电抗器和电磁式电抗器的优目前应用较少。电磁式可变电抗器通过改变铁心点，对传统电抗器进行改进．可实现电抗值的连续的磁阻来改变电感。磁阻大，则电感小；反之，磁

8、阻无级可调，且高次谐波较小。小，则电感大。电磁式可变电抗器制造工艺简单，成本较低。在限制过电压、补偿无功功率等方面应2电力电子电抗器结构传统的机械式电抗器结构如图1所示。采用基金项目：国家科技部科技人员服务企业行动项目(20o9-调节分接头式的方式来改变电抗器的电感．仅能GJD1oo42)