基于自耦变压器的18脉波整流系统分析及matlab仿真

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1、基于自耦变压器的18脉波整流系统分析及Matlab仿真针对三相大功率整流技术存在谐波含量多、功率因数不高等问题，为减少谐波电流对电网的干扰，解决高频脉宽调制(Pulse-WidthModulation,PWM)整流成本高、开关损耗大、效率不高的问题，首先分析多脉波整流器的移相变压器结构和绕组连接方式，结果表明自耦变压器具有理想的输入特性指标，等效视在功率大大小于变压器输出功率，可减小变压器体积并降低价格；然后分析基于自耦变压器移相方式的18脉波整流系统的工作原理及特性，并利用Matlab/Simul

2、ink对设计的电路结构进行仿真验证，结果表明该自耦变压器等效视在功率仅为输出功率的16%，网侧输入电流中仅含18k±l次特征谐波，比12脉波整流波形质量得到进一步提高.己关键词：18脉波整流；自稱变压器；视在功率；Matlab；Simu1inkTM422；TP391.9AAnalysisandMatlabsimulationon18-pulserectificationsystembasedonauto-transformerMAXigcng,BAILina(CollegeofInfo.&Contr

3、olEng.，ChinaUniv.ofPetroleum,DongyingShandong257061,China)Abstract：Towardstheproblemssuchasmanyharmonicwavesandlowpowerfactorwiththree-phasehigh-powerrectifier,todecreasethedisturbancecausedbyharmoniccurrentandsolvetheissuesthathigh-frequencyPulse-Widt

4、hModulation(PWM)rectifierislimitedbyitshighcost,highswitchlossandlowefficiency,thephase-shiftingtransformerstructureandtransformerconnectionsofmulti-pulserectifierareanalyzed.Theanalysisindicatesthattheauto-transformerhasexcellentinputfactorandtherequi

5、redequivalentapparentpowerismuchlessthanitsoutputpower,thusthesizeandpriceofthetransformercanbereduced.Thenthe18-pulserectificationsystembasedonphase-shiftingauto-transformerisanalyzedandthedesignedcircuitissimulatedbyMatlab/Simulink.Theexperimentshows

6、thattheequivalentapparentpowerisonly16%ofoutputpower.Meanwhile，only18k+1ofcharacteristicharmonicsexistsintheinputcurrent,andthewaveformqualityisfurtherimprovedthanthatof12-pulserectifier.Keywords:18-pulserectification；auto-transformer；apparentpower；Mat

7、lab；Simulink0引言三相大功率整流技术匕被广泛用于电机拖动、大功率AC-DC电源变换中.谐波含量多、功率因数不高是大功率整流电路的普遍问题.随着对绿色电源的呼声日益高涨，如何消除整流电路输入电流谐波，减少谐波电流对电网的干扰显得越來越重要.采用高频脉宽调制(Pulse-WidthModulation,PWM)整流可以有效调节输出电压，使输入电流近似于正弦波，但其成本高，且开关损耗大、效率不高.[1，2]特别是在中、高功率场合，高频PWM整流的缺点就更加明显.在大功率整流器领域，通常采用多相

8、整流技术.多脉波整流器一般是利用移相变压器连接几个三相整流桥而成.采用多脉波二极管整流可降低设备成本、提高效率，并且不会产生额外的电磁干扰，但必须增加移相变压器.为化解网侧污染与降低系统成本和体积的矛盾，提出移相自耦变压器.1采用自耦变压器的12脉波整流电路1996年，韩国SEWAN等[3-6]提出1种新型的采用自耦变压器的12脉波整流方案，其电路见图1.该自耦变压器的电压矢量图和结构图见图2.若将输入电源的电压矢量长度定为基准值“1”，则k??l=tan15°二0.