[发明专利]多脉波晶闸管可控整流系统的直流侧谐波抑制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子技术领域。

背景技术

在电机调速、高压直流输电、电化学加工、航空航天及可再生能源变换系统等大功率场合，经常需要低谐波大功率的可调压、稳压的直流电源，普通的二极管不控多脉波整流系统在电网波动和负载变化时输出电压会随之波动而无法稳压，更无法实现输出电压可调功能，这使得普通不控多脉波整流系统的使用严重受限，然而多脉波晶闸管可控整流系统不但可降低THD值，而且克服了以上普通不控多脉波整流系统的缺点，并且多脉波晶闸管可控整流系统电路具有实现简单、成本低、可靠性高等优点，在这些场合得到了广泛应用。

多脉波整流电路分为多脉波二极管不控整流电路和多脉波晶闸管可控整流电路两类。多脉波二极管整流电路其输出直流电压与交流输入电压成固定比例，输入电压变化时输出直流电压随之变化，不能保证输出直流电压稳定，更无法实现调压的功能，因此应用于对电压要求不高的场合。多脉波晶闸管可控整流电路，在电网和负载变化时，通过对晶闸管的控制能够保证输出直流电压恒定，且可以根据需要而调压，因此在大功率场合获得了广泛应用。多脉波晶闸管整流电路由于自身的非线性，会产生大量谐波，而且随着控制角的增加其非线性会增加，会产生更多的谐波，对电网产生严重的谐波污染，引起电网电压畸变，降低系统功率因数，因此有效抑制多脉波晶闸管整流电路工作过程中所产生的谐波具有重要意义。

现有技术中解决大功率多脉波晶闸管整流系统谐波污染问题的主要方法是通过装设谐波补偿装置来补偿整流系统产生的谐波，该方法并没有改变原多脉波晶闸管整流系统的非线性，是在谐波产生后进行补偿，谐波对系统的影响已经产生。在很多场合谐波补偿装置的功率等级与多脉波晶闸管整流系统相差不大，这样既会增加整个系统的容量和体积，也会增加系统损耗和成本。

发明内容

本发明是为了解决现有的多脉波晶闸管整流系统的非线性特征，导致交流网侧产生谐波的问题，本发明提供了一种多脉波晶闸管可控整流系统的直流侧谐波抑制系统及方法。

它包括第一可控整流桥、第二可控整流桥和移相变压器，它还包括带副边的平衡电抗器、六倍频电流三角波逆变电路、信号处理及控制电路、驱动电路、副边电流传感器、负载回路电流传感器和同步及相位控制电路；

所述的移相变压器的三相输入端与电网连接，所述的移相变压器的第一三相输出端与第一可控整流桥的三相输入端连接，所述的移相变压器的第二三相输出端与第二可控整流桥的三相输入端连接，移相变压器的三相输入端的任意两端与同步及相位控制电路的初级绕组输入端并联连接，

所述的第一可控整流桥直流侧的负极输出端、第二可控整流桥直流侧的负极输出端和六倍频电流三角波逆变电路的负极输出端同时连接后作为负载电源的负极性输出端，

所述的第一可控整流桥直流侧的正极输出端与带副边的平衡电抗器原边绕组的一端连接，所述的第二可控整流桥直流侧的正极输出端与带副边的平衡电抗器原边绕组的另一端连接，所述的带副边的平衡电抗器原边绕组的中间抽头和六倍频电流三角波逆变电路的正极输出端连接后作为负载电源的正极性输出端，

带副边的平衡电抗器副边绕组的一端与六倍频电流三角波逆变电路的第一电流输入端连接，带副边的平衡电抗器副边绕组的另一端与六倍频电流三角波逆变电路的第二电流输入端连接，

负载回路电流传感器用于检测负载供电回路的电流；所述的负载回路电流传感器的电流输出端与信号处理及控制电路的负载回路电流输入端连接，

副边电流传感器用于检测带副边的平衡电抗器副边绕组的电流，所述的副边电流传感器的电流输出端与信号处理及控制电路的副边电流输入端连接，

同步及相位控制电路的同步基准信号输出端与信号处理及控制电路的基准信号输入端连接，

信号处理及控制电路的控制信号输出端与驱动电路的控制信号输入端连接，所述的驱动电路的第一驱动信号输出端与六倍频电流三角波逆变电路的第一驱动信号输入端连接，驱动电路的第二驱动信号输出端与六倍频电流三角波逆变电路的第二驱动信号输入端连接。

采用所述的多脉波晶闸管可控整流系统的直流侧谐波抑制系统实现多脉波晶闸管可控整流系统的直流侧谐波抑制方法，它的具体过程为，

将负载连接在负载电源的负极性输出端和负载电源的正极性输出端之间，同步及相位控制电路将采集到的电压信号进行滤波及相位控制后生成基准三角波信号，将此基准三角波信号输入到信号处理及控制电路中，