[发明专利]采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器

说明书

本发明提供了一种采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器，属于电力电子技术领域。本发明36脉波整流器由基于星形联结自耦变压器的12脉波整流器改造而成，采用抽头变换和副边单相整流桥变换相结合的方式，使负载电压为36脉波、整流器输入电流为36阶梯波。带副边的抽头变换器的原边抽头二极管和副边绕组所连接的单相整流桥在每个负载电压周期内存在的四种工作模态，通过分析这四种模态，可以计算整流器输入电流与三相整流桥输出电流、抽头变换器匝比之间的关系式，进而得到整流器输入电流的总谐波畸变率与抽头变换器匝比之间的关系，当总谐波畸变率最小时，负载电压为36脉波，整流器输入电流变为36阶梯波。

技术领域

本发明涉及采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器，属于电力电子技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的发展，特别是功率半导体器件以及控制技术的飞速发展，电力电子装置越来越多地应用于工业现场，在节约能源、提高生产效率等方面起着重要作用，成为实现生产自动化的重要保证。整流器是应用最为广泛的电力电子装置，整流器件的强非线性使其成为主要的谐波源之一。因此，如何有效抑制整流器件产生的谐波、降低系统总谐波畸变率，成为电力电子应用技术的一个重要研究课题。

在众多谐波抑制方法中，多脉波整流技术是最为常用且有效的方法之一。多脉波整流电路指的是将两个或多个三相桥式整流电路进行移相多重连接，使直流侧输出电压脉波数多于6个的整流电路，该电路在降低输出电压纹波的同时能够抑制输入电流谐波。

在多脉波整流器中，随着脉波数的增多，负载电压纹波系数越来越小，输入电流谐波含量越来越小。因此，尽可能多的增加负载电压脉波数是多脉波整流器的主要设计目标之一。

发明内容

本发明的目的是为了增加多脉波整流器的脉波数，降低负载电压纹波系数，减小输入电流中的谐波含量的问题，进而提供采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器，所述采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器包括包括星形联结自耦变压器、第一组三相整流桥、第二组三相整流桥、零序电流抑制器、带有副边的抽头变换器、单相整流桥和负载，星形联结自耦变压器的原边绕组采用星形联结，星形联结自耦变压器的输入端与三相交流电压u_a、u_b、u_c相连，星形联结自耦变压器的两组副边绕组输出两组存在π/6相位差的三相电压；第一组三相整流桥和第二组三相整流桥的输入端分别与星形联结自耦变压器的两组副边绕组的输出端相连，第一组三相整流桥和第二组三相整流桥独立并联工作；零序电流抑制器的四个输入端m1、m2和m3、m4分别连接第一组三相整流桥的两个直流输出端和第二组三相整流桥的两个直流输出端，零序电流抑制器的输出端n2和n4接于负载的负端；带副边的抽头变换器的原边绕组R端与零序电流抑制器的输出端n1相连，带副边的抽头变换器的原边绕组S端与零序电流抑制器的输出端n3相连，带副边的抽头变换器的两个二极管D_p和D_q共阴极连接，该阴极接于负载的正端；单相整流桥的输入端连接带副边的抽头变换器的副边绕组输出端，单相整流桥的输出端接在负载的两端。

本发明采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器，所述双无源是指带有副边的抽头变换器所连接的共阴极二极管D_p和D_q以及单相整流桥中的二极管VD1、VD2、VD3、VD4均为无源器件。

本发明采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器，所述采用直流侧双无源谐波抑制方法的36脉波整流器中，带有副边的抽头变换器的原边绕组抽头点P或Q到绕组中点A之间的匝数与原边绕组总匝数之比a_m等于0.16，副边绕组的匝数N_s与原边绕组的匝数N_p之比m等于10.74。