[发明专利]使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器

说明书

本发明提供了使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，属于电力电子技术领域。本发明在串联型12脉波整流器的基础上，加入谐波注入电路和控制电路，谐波注入电路由注入变压器、单相全波整流电路、开关管和二极管组成。根据两组三相全桥整流电路输出电流相位相差30°的原理和开关管的控制信号，谐波注入电路在每个电源周期内存在四种工作模态，通过分析这四种工作模态，可以确定输入电压总谐波畸变率最小时的注入变压器匝比和开关管导通角。本发明所述的两组三相全桥整流电路串联连接的结构，不仅解决了电流不平衡的问题，且输出电压加倍。本发明适用于输出高压的大功率整流场合。

技术领域

本发明涉及使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，属于电力电子技术领域。

背景技术

在大功率整流技术中，不控型多脉波整流器以其结构简单，实现难度低，系统鲁棒性强的优点得到了广泛的应用。但是由于整流器中整流二极管的强非线性，其谐波抑制问题也比较突出。因此，如何提高多脉波整流电路的谐波抑制能力，成为电力电子技术研究的重要课题。

12脉波整流器是大功率场合常用的整流器。并联型12脉波整流器存在电流不平衡的问题。自耦变压器虽然能在一定程度上改善电流不平衡的问题，但其绕组结构复杂，且交、直流侧不存在隔离，应用场合受到很大的限制。采用隔离变压器的串联型12脉波整流器在隔离变压器后接两组串联连接的三相整流桥，使输出电压加倍，常应用于需要高压的大功率整流场合。串联型12脉波整流器解决了并联型12脉波整流器电流不平衡的问题，且隔离变压器结构简单，应用场合广泛，但是电路自身仍将产生(12k±1)次谐波。

在多脉波整流器中，整流脉波数决定着系统的谐波抑制能力。为了获得尽可能高的整流脉波数，引入直流侧混合谐波抑制技术，利用无源谐波抑制方法抑制输入电流中的高含量低次谐波，利用有源谐波抑制方法消除输入电流中的高次谐波。本发明提供了一种直流侧电压注入方法，该方法可使12脉波整流器变为36脉波整流器，减小整流器输入电流的谐波含量，提高整流器的输入功率因数。

发明内容

本发明的目的是为了提高现有大功率整流器的谐波抑制能力，进而提供使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，所述使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器包括输入电感、隔离变压器、第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路、输出电容、负载、注入变压器、单相全波整流电路、开关管、二极管和控制电路；输入电感与三相交流电压u_sa、u_sb、u_sc串联连接；隔离变压器的输入端与输入电感的右侧相连，隔离变压器的原边绕组采用三角形联结，隔离变压器的两个副边绕组分别采用三角形联结和星形联结，隔离变压器的两个副边绕组输出两组相位相差30°的三相电压；第一组三相全桥整流电路的输入端与隔离变压器的a1、b1、c1输出端相连，第二组三相全桥整流电路的输入端与隔离变压器的a2、b2、c2输出端相连，第一组三相全桥整流电路和第二组三相全桥整流电路串联连接，输出电压加倍；第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路与输出电容及负载并联连接；注入变压器的输入端F与串联连接的第一组三相全桥整流电路和第二组三相全桥整流电路的中点相连，注入变压器的输入端P与输出电容的中点相连，注入变压器的副边绕组带有中心抽头；单相全波整流电路由两个二极管构成，单相全波整流电路的输入端与注入变压器的副边相连，单相全波整流电路的输出端与开关管的集电极和发射极相连；开关管通过二极管接到输出电容的两端；开关管与控制电路的输入端连接；控制电路的输出端与注入变压器的原边绕组连接。

本发明使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，所述所述控制电路通过采样注入变压器的原边绕组电流i_x生成控制信号u_c，通过控制开关管的导通和关断，对注入变压器的原边绕组电压进行调制，使整流器输入电流波形趋于正弦波。