多相整流技术在t-HVDC上的应用-论文.pdf

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1、I_))》．皇王贸霾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一多相整流技市在t—HVDC上响应用深圳市振华微电子有限公司张建国【摘要】传统三相整流器由于输入电流中含有大量的谐波含量，对电网带来了较大的危害。多相整流技术可以有效降低输入电流的谐波含量THD，同时具有可靠性高、高功率因数和高效率等优点。本文详细分析了使用在我公司生产的t—HVDC上的24脉变压整流器的网侧电流谐波含量以及平衡电抗器在整流电路中的工作原理，利用Saber软件建立了其仿真和通过样机实际测量结果验证了多相整流技术在有效降低输入侧电流谐波、高功率因数、高可靠性和高效率特性。【关键词】24脉变压整流器；平衡电抗器；谐波；多脉波整流

2、1．t-HVDC主整流器技术路线ValVsin(60t+II／24)的接线图如图3所示。根据YD／T2378—201l规范，240V高压直流V2Vsin((1】t一Ⅱ／24)：v．电源HVDC中的整流模块网侧技术条件如下：V3Vsin(60t+YI／8)1．1电流谐波V4Vsin(∞t一12／8)(4)表1电流谐波成份b，c相(2)(3)类推鹭j_i考虑输出端采用了足够电感量的输出平i衡电抗器，保证了三相副边的每个线圈电流呈1绕组2绕组3绕组4绕组1．2功率因数120o输出方波(电抗器的电流不会突变的假设)4表2功率因数组整流桥输入电流依次差l50，经过傅里叶分图3主整流变压器副

3、边连接图解，第一组桥输入电流可以如下函数表达：3．2平衡电抗器的设计直流电源的并联运行必须是电压平均值蠢f+相等和电压的瞬时值均需相等才能保证各整1．3效率流器的输出电流相等，4个全桥整流器的输出表3效率厶。=互l⋯‘t一手’电压平均值理论上相等的但是瞬时值不等，不在电路上插入平衡电抗器PL，4套整流桥在磊fr／~r／"ctn+每个瞬时仅有一套运行。插入PL后可以使得4鉴于上述的技术条件，在目前高频整流(5)套整流桥都在运行，即任何瞬时保证有8个二模块N+1的叠加系统的技术体制外，我们应用其他的整流桥仅差一个固定的角度。我极管导通工作。每个绕组的电感量：了24脉整流系统的技术体制

4、。而24脉整流系们的4个整流桥输出电流由于输出电压是完统是由24脉移相变压器与4个全桥整流器，平全一样，所以电流是相同的，均是输出电流(8)衡电抗器组成，其输出直流电压波形在一个Io／4。可以推出网仍『的A相电流：为了提高系统的可维护性，降低系统的交流周期内有24个脉冲波头。由于各组三相复杂度，平衡电抗器PL采用一体化4柱结构，输入电压间的相移，使得各三相整流桥产生^isin()sin(晋减小了体积重量和提高了平衡效果。电感量的谐波有部分可以相互抵消，从而有效地降在6倍频，输出电流lO％额定值和V～=42v~@+下‘n‘T导孚一低了系统输入电流的谐波(THD)、提高了系统下取值1

5、．5mH已能够达到效果。功率因数和系统效率，以及降低了输出电压‘{⋯号s‘鼍}，脉动。(6)枷珊。∞伽同时由于24脉多相整流技术具有过载第N次谐波的幅值A：能力强、运行可靠性高等优点，提升了系统整体的稳定可靠性。本文以24脉冲变压整流孚[Ttc孚-)Hin‘署’器为研究对象，首先分析了网侧电流谐波含+兰t等j一‘手’量，建立其Sabe仿真模型，分析了移相变压八器和平衡电抗器的设计，并给出了部分仿真{’+cos(詈⋯}’波形和实测数据。(7)2．24脉整流网侧输入电流分析我们将n：5，7，11，l3，17，19，代入，图4输入电流波形图由图1所示为24脉变压整流器电路原理An0。可

6、以验证，IA的谐波仅有24K±1次；图，三相交流电源输入至移相变压器产生即：23，25，47，48⋯次，并且幅值大大减小，了相位相差l5。的24脉电压，24脉电压经过频率最低可达f231150。其余的IRJIj；~N-J：I。四组整流桥，经过平衡电抗器PL后输出至负3．24脉主整流变压器系统载。平衡电抗器的作用是保证系统的每个瞬3．1变压器结构=尸间4组整流桥都有输出。24脉整流有效的抑制根据图峙￡术要求，24咏变压器甚I边的结构。了网侧输入电缆的谐波和输出电流脉动。网lIIilI侧谐波仅含24k±1次(k=l，2，3，4，5⋯)输出电源仅含24k次谐波，幅值与次成反比。人囤5输

7、入电流谐波含量图J1r]图2副边绕组矢量嘲主变压器图2的副边绕组由粗线表示；细线表示输出]l[I负载电矢量。1绕组电矢量1点钟；2绕组电矢量l2点钟；3绕组电矢量l2点半，4绕组电矢量11点半。各绕组的输出相差150。傅里叶分析导出的低次谐波是各绕组整流器波形相互抵消所消失的的，这里在工程上要达到上述要求是困难图124脉主整流器原理图的，但是这在理论上是必须要达到的要求，实三相网侧电压表达式：践证明；工程上，四绕组输出电压误差只要控图6系统运行效率曲线图V=VSin(∞t)(1)