[发明专利]基于晶闸管的高质量有源前端变流器实现方法

摘要

本发明基于晶闸管的高质量有源前端变流器实现方法属于交流变频器控制技术，目的是深入研究变频器的整流系统变换机理、拓扑结构及控制技术，研发一种低谐波、高功率因数、可电能回馈、基于晶闸管的高质量有源前端变流器，其特征是变频器的有源前端变流系统由一个移相变压器、一个由两个完全相同的晶闸管6脉波变流桥构成的12脉波变流桥及一套多电平直流电流控制及合成单元组成，采用非对称电流的控制策略，按特定变换规律对两个三相变流桥进行控制，使移相变压器网侧电流为正弦波电流，实现了低谐波、功率因数任意可调、电能回馈制动，直流电压电流大范围可调的功能，适用于各种电压等级和各种功率范围的绿色节能型有源前端变流器。

主权项

基于晶闸管的高质量有源前端变流器实现方法，其特征在于：变频器的有源前端变流系统由一个一次侧Y绕组(2)和两个互差30度的Y二次侧绕组(3)和△二次侧绕组(4)组成的移相变压器、一个由两个完全相同的晶闸管6脉波变流桥构成的12脉波变流桥以及一套多电平直流电流控制及合成单元(7)组成，采用非对称电流的控制策略，通过多电平直流电流控制及合成单元(7)，按(1)式和(2)式的特定变换规律实施对两个三相变流桥的电流波形进行控制，在变压器一次侧得到低谐波正弦波波形的合成电流，通过对Y三相变流桥和△三相变流桥电流幅值的直接控制和对三相变流桥输出的等增量台阶形三角波电流的相位控制，实现了功率因数任意可调、电能回馈制动，直流电压和电流在0～额定值范围自由调控的功能，$I_{BY}\left(\mathrm{\ω}t\right)=I_{dc}\{\frac{1}{2}+\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{7+4\sqrt{3}}{36{(2k-1)}^2-1}cos\[6(2k-1)\mathrm{\ω}t\]+\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{1}{144k^2-1}cos\left(12k\mathrm{\ω}t\right)\}---\left(1\right)$$I_{B\mathrm{\Δ}}\left(\mathrm{\ω}t\right)=I_{dc}\{\frac{1}{2}-\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{7+4\sqrt{3}}{36{(2k-1)}^2-1}cos\[6(2k-1)\mathrm{\ω}t\]+\underset{k=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}\frac{1}{144k^2-1}cos\left(12k\mathrm{\ω}t\right)\}---\left(2\right)$式中：I_BY：Y桥直流电流I_BΔ：Δ桥直流电流I_dc：直流侧逆变器负载电流k＝1，2，…。