多脉波整流器直流侧无源谐波抑制机理研究 被引量：13

1

作者 高蕾 孟凡刚 +1 位作者 杨威 杨世彦 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期69-77,共9页

为提高多脉波整流器的直流侧无源谐波抑制能力,研究了基于两抽头变换器的24脉波整流器直流侧谐波抑制机理。根据抽头变换器的结构及安匝平衡原理,分析了抽头变换器的功能及工作模式,研究了抽头变换器的工作模式对整流桥输出电流、整流... 为提高多脉波整流器的直流侧无源谐波抑制能力,研究了基于两抽头变换器的24脉波整流器直流侧谐波抑制机理。根据抽头变换器的结构及安匝平衡原理,分析了抽头变换器的功能及工作模式,研究了抽头变换器的工作模式对整流桥输出电流、整流器输入电流及负载电压的影响,给出了抽头变换器变比的理论最优值。理论分析及实验结果表明,抽头变换器的端电压会使其所接的两个二极管交替导通,对整流桥输出电流进行调制,进而产生环流,该环流流经交流侧时会抵消原输入电流中的12k±1(k为奇数)次谐波。另外,抽头变换器所接的两个二极管的交替导通,会在负载上产生附加电压,附加电压的存在可以显著降低负载电压的纹波系数。相应的实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 多脉波整流器 两抽头变换器 平衡电抗器 自耦变压器 谐波抑制

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基于直流侧有源谐波抑制方法的高功率密度多脉波整流器 被引量：15

2

作者 孟凡刚 骆霁嵘 +2 位作者 高蕾 杨威 杨世彦 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第19期134-140,共7页

为提高多脉波整流器的谐波抑制能力和功率密度,提出了一种使用直流侧有源谐波抑制方法和星形联结自耦变压器的多脉波整流器。该整流器的两个整流桥分别与两个Boost变换器相连,通过控制Boost电路的输入电感电流使整流器输入电流近似为正... 为提高多脉波整流器的谐波抑制能力和功率密度,提出了一种使用直流侧有源谐波抑制方法和星形联结自耦变压器的多脉波整流器。该整流器的两个整流桥分别与两个Boost变换器相连,通过控制Boost电路的输入电感电流使整流器输入电流近似为正弦波;使用星形联结自耦变压器作为移相变压器,该变压器绕组结构交互联结,可显著降低变压器的容量,提高系统的功率密度。计算了使整流器输入电流为正弦波时的Boost变换器电感电流理论波形,并给出了可实现的电感电流波形,进一步分析了直流侧谐波抑制方法对星形联结自耦变压器容量的影响。仿真及实验结果表明,该整流器可有效抑制输入电流谐波,且具有较高的功率密度。 展开更多

关键词 多脉波整流器 直流侧谐波抑制技术 星形自耦变压器

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一种使用无源谐波抑制方法的多脉波整流器 被引量：11

3

作者 孟凡刚 徐晓娜 高蕾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第A02期77-86,共10页

提出一种使用直流侧无源谐波抑制方法的多脉波整流器及其设计方法,该方法采用一组单相整流桥产生环流,调节多脉波整流器的输入线电流。单相整流桥的输入端与平衡电抗器的二次侧相连,其输出端与负载相连,将吸收的谐波能量回馈给负载。分... 提出一种使用直流侧无源谐波抑制方法的多脉波整流器及其设计方法,该方法采用一组单相整流桥产生环流,调节多脉波整流器的输入线电流。单相整流桥的输入端与平衡电抗器的二次侧相连,其输出端与负载相连,将吸收的谐波能量回馈给负载。分析单相整流桥的几种运行模态,设计平衡电抗器的最佳匝比。所提出的多脉波整流器是一种24脉波整流器,其输入线电流的THD理论上约为7.6%。仿真和实验结果表明,该多脉波整流器输入线电流的THD低于5%。此外,该多脉波整流器具有易于实现且谐波抑制成本低的优点。 展开更多

关键词 多脉波整流器 无源谐波抑制 平衡电抗器 总谐波畸变率

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一种带辅助无源电流形成电路的低谐波多脉波整流器 被引量：2

4

作者 王景芳 陈安臣 +2 位作者 姚绪梁 李磊 陈启明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期1125-1133,共9页

为进一步提高12脉波整流器的谐波抑制性能,该文提出一种带辅助无源电流形成电路(passive current waveshaping circuit,PCWC)的低谐波多脉波整流器。所提出的多脉波整流器由常规12脉波整流器和PCWC组成。PCWC安装在12脉波整流器的直流... 为进一步提高12脉波整流器的谐波抑制性能,该文提出一种带辅助无源电流形成电路(passive current waveshaping circuit,PCWC)的低谐波多脉波整流器。所提出的多脉波整流器由常规12脉波整流器和PCWC组成。PCWC安装在12脉波整流器的直流侧并包含1个带副边绕组的平衡电抗器(modified inter-phase reactor,M-IPR)和2个辅助单相整流器(auxiliary single-phase rectifiers,ASRs)。2个ASRs的共同调制首先将整流桥输出电流的电平数从1增加到4,然后根据交直流侧电流关系将整流器的脉波数由12提高到36,进而获得THD小于5%的近似正弦输入电流。该方法无需使用有源开关器件,仅需额外增加2个小容量的辅助单相全桥整流器,具有电路结构简单,易于实现,可靠性高等优点。搭建1台功率为2kW的试验样机,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 多脉波整流器 谐波抑制 脉波倍增 电流形成 辅助整流器

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输入侧断相对多脉波整流器直流侧谐波抑制方法的影响 被引量：1

5

作者 袁野 孙玉坤 +1 位作者 孟凡刚 孟高军 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期54-64,共11页

为描述多脉波整流器断相时的故障特征,分析了断相对使用直流侧谐波抑制方法的多脉波整流器的影响。以使用两抽头变换器的24脉波整流器和使用有源平衡电抗器的12脉波整流器为例,分析了正常工作和断相运行时整流器各处的电压和电流特征。... 为描述多脉波整流器断相时的故障特征,分析了断相对使用直流侧谐波抑制方法的多脉波整流器的影响。以使用两抽头变换器的24脉波整流器和使用有源平衡电抗器的12脉波整流器为例,分析了正常工作和断相运行时整流器各处的电压和电流特征。通过理论分析和实验验证,结果表明断相会导致两整流桥输出电压的瞬时差等于零,进而使抽头变换器和有源平衡电抗器不能产生环流去抑制输入电流谐波;同时,断相运行也将使负载电压纹波显著增大,即断相将导致输入侧和负载侧电能质量恶化。相关结论可为并联型多脉波整流器断相故障的分析和实时处理提供理论依据。 展开更多

关键词 多脉波整流器 断相 平衡电抗器 抽头变换器 有源平衡电抗器

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一种带方波电流注入电路的串联型24脉波整流器 被引量：1

6

作者 王景芳 赵晨 +3 位作者 姚绪梁 李磊 刘瑜超 陈启明 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期147-154,共8页

为了解决常规串联型12脉波整流器输入电流谐波含量高的问题,提出了一种带方波电流注入电路(SWCI)的串联型24脉波整流器。SWCI中的单相整流桥被串联在负载通路中,它根据输入电压的极性交替导通来增加整流桥的输出电流的电平数,然后根据... 为了解决常规串联型12脉波整流器输入电流谐波含量高的问题,提出了一种带方波电流注入电路(SWCI)的串联型24脉波整流器。SWCI中的单相整流桥被串联在负载通路中,它根据输入电压的极性交替导通来增加整流桥的输出电流的电平数,然后根据交直流两侧电流的对应关系,将整流器的输入电流的台阶数增加到24,进而实现对输入电流谐波的有效抑制。分析结果表明,当SWCI按最优匝比设计时,输入电流被改进为标准的24台阶波,消除了输入电流的11、13次谐波。所提SWCI方案无须采用任何有源器件,且SWCI中辅助变压器的容量仅为整流器输出功率的1.95%,故所提方案具有电路结构简单、易于实现、成本低廉等优点。为了验证理论分析的正确性,搭建了一台输出功率为2 kW的实验样机,实验结果表明采用SWCI方案后,输入电流的总谐波畸变率由12.1%降低为3.6%,谐波被有效降低。 展开更多

关键词 串联型多脉波整流器 谐波抑制 电流注入 脉波倍增 电能质量

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二十四脉波整流器四种结构形式的分析 被引量：21

7

作者 马化盛 张波 +1 位作者 易颂文 邹文新 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期61-65,共5页

根据二十四脉波整流器的原理,提出四种结构形式的二十四脉波整流器,从结构、输出电压特性、整流二极管利用率和谐波等几个主要指标对它们进行了分析和比较研究.研究结果为广州地铁2号线二十四脉波整流器的设计和选择提供了理论依据.

关键词 多脉波整流器 平衡电抗器 谐波

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基于直流侧无源电压谐波注入法的串联型24脉波整流器 被引量：10

8

作者 孟凡刚 王琳 +2 位作者 高蕾 孙正鼐 杨世彦 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1180-1188,共9页

为抑制串联型多脉波整流器的输入电流谐波,提出一种直流侧电压谐波注入法。该方法通过谐波注入电路产生6倍电网电压频率的电压谐波,并通过谐波注入变压器注入串联型多脉波整流器的直流侧,使整流器输入电流的波形近似为正弦;借助开关函数... 为抑制串联型多脉波整流器的输入电流谐波,提出一种直流侧电压谐波注入法。该方法通过谐波注入电路产生6倍电网电压频率的电压谐波,并通过谐波注入变压器注入串联型多脉波整流器的直流侧,使整流器输入电流的波形近似为正弦;借助开关函数法,分析移相变压器输入电压24阶梯波的形成过程;从移相变压器输入电压总谐波畸变率(THD)值最小角度出发,设计注入变压器的最佳匝比。仿真和实验结果表明,使用谐波注入电路后,整流器的输入功率因数由97.43%提高到98.94%,电能质量得到明显提高;移相变压器的输入电压由12阶梯波变为24阶梯波,其THD值由9.74%降到3.34%,输入电流THD值由7.62%降到2.65%,整流器的谐波抑制性能得到显著提升。 展开更多

关键词 串联型多脉波整流器 电流源型变换器 无源谐波抑制 注入变压器 恒压负载

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一种直流侧串联辅助单相整流器的24脉波整流器 被引量：9

9

作者 王景芳 陈安臣 +3 位作者 姚绪梁 关琦 沈龙 陈启明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第23期8120-8128,共9页

为进一步抑制12脉波整流器的输入电流谐波和输出电压纹波,提出一种直流侧串联辅助单相整流器(auxiliary single-phase rectifier,ASR)的24脉波整流器。该多脉波整流器由常规12脉波整流器、带副边绕组的平衡电抗器及ASR组成。首先,ASR的... 为进一步抑制12脉波整流器的输入电流谐波和输出电压纹波,提出一种直流侧串联辅助单相整流器(auxiliary single-phase rectifier,ASR)的24脉波整流器。该多脉波整流器由常规12脉波整流器、带副边绕组的平衡电抗器及ASR组成。首先,ASR的输出直接串联在负载通路对整流桥的输出电流进行调制并增加整流桥的输出电流状态;然后,根据整流器交直流电流关系,将输入电流的台阶数增加1倍;再次,将ASR的输出电压与整流桥的输出电压平均值相叠加,将整流器输出电压的脉波数由12脉波倍增为24脉波。该方法仅需在直流侧增加1个小容量(整流器输出功率2%)的ASR即可将整流器脉波数由12提高到24,有效降低输入电流谐波和输出电压纹波,其具有电路结构简单、对称好、易于实现及可靠性高等优点。最后,搭建一台输出功率为1.2kW的实验样机,验证所提拓扑方案的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多脉波整流器 脉波倍增 谐波抑制 输出电压脉动

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新型双18脉波整流器的拓扑结构特性 被引量：8

10

作者 胡文华 宋平岗 George Cheng 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1299-1304,共6页

为了满足对电网谐波治理的要求,提出了一种新颖的双18脉波整流器拓扑结构。首先介绍了其工作原理,然后分析了相移变压器的功能以及消谐原理,推导出进线电源中电流的解析表达式,最后对这种新型的拓扑结构进行了仿真和实验研究。仿真和实... 为了满足对电网谐波治理的要求,提出了一种新颖的双18脉波整流器拓扑结构。首先介绍了其工作原理,然后分析了相移变压器的功能以及消谐原理,推导出进线电源中电流的解析表达式,最后对这种新型的拓扑结构进行了仿真和实验研究。仿真和实验的结果表明,这种双18脉冲整流器不仅能实现36脉波整流的效果,使其满足IEEE Standard 519-1992标准的要求,而且该拓扑结构还可以消除由于制造等原因而造成相移角误差所引起的残留在单个相移变压器中的第5、7等低次谐波。该拓扑结构具有优良的工作性能和良好的工业应用前景。 展开更多

关键词 谐波治理 双18脉波 拓扑 多脉波整流器 相移变压器 谐波消除 相移角

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基于并联型12脉波整流器的直流侧混合谐波抑制方法 被引量：3

11

作者 陈涛 陈小强 +1 位作者 米季炯 王英 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期3723-3733,共11页

常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染,为提高整流器交/直流侧电能质量,并权衡电能质量与经济成本等其它方面因素,提出一种混合谐波抑制方法,将其运用于多脉波整流器。通过建立星型自耦变压整流器混合谐波抑制模型,分析直流侧复合... 常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染,为提高整流器交/直流侧电能质量,并权衡电能质量与经济成本等其它方面因素,提出一种混合谐波抑制方法,将其运用于多脉波整流器。通过建立星型自耦变压整流器混合谐波抑制模型,分析直流侧复合环流的调制原理,揭示混合谐波抑制机理;以网侧输入电流无谐波为目标,设计有源环节最优谐波抑制条件下,研究混合谐波抑制方法对整流器工作特性影响,并与其它谐波抑制方法比较。理论分析、仿真结果表明,所提出的方法谐波抑制代价较小,提高整流器电能质量的同时,有效降低磁性器件容量,保证较高的能量转化效率,更适合运用于大功率整流场合。 展开更多

关键词 谐波抑制 平衡电抗器 自耦变压器 电能质量 多脉波整流器

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一种直流侧带混合谐波抑制电路的24脉波整流器 被引量：3

12

作者 陈涛 陈小强 +1 位作者 米季炯 王英 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期149-159,共11页

常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染。为同时提高整流器交、直流侧电能质量,提出了一种直流侧带混合谐波抑制电路(Hybrid Harmonic Suppression Circuit,HHSC)的24脉波整流器。所提整流器由常规12脉波整流器、抽头变换器(Tapped ... 常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染。为同时提高整流器交、直流侧电能质量,提出了一种直流侧带混合谐波抑制电路(Hybrid Harmonic Suppression Circuit,HHSC)的24脉波整流器。所提整流器由常规12脉波整流器、抽头变换器(Tapped Inter-Phase Converter,TIPC)和补偿电路(Compensation Circuit,CC)组成。TIPC的输出端与负载串联,直接调制整流桥的输出电流和电压。CC与负载并联,间接调制整流桥的输出电流,然后根据交、直流两侧电流关系和直流侧电压关系,最终使整流器输入电流接近正弦波,输出电压由12脉波倍增至24脉波。该方法仅需小容量(仅为输出功率的2.65%)的HHSC即可有效降低输入电流谐波和输出电压纹波,具有高谐波抑制性能、低谐波抑制代价等优点。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 多脉波整流器 谐波抑制 电流直接注入 平衡电抗器 电能质量

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串联型12脉波整流器无源脉波倍增策略 被引量：1

13

作者 李泉慧 李峰 +2 位作者 殷昕羽 吴晋蒙 孟凡刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期136-146,186,共12页

多脉波整流器作为交流发电机与直流母线的通用接口,在航空航天、船舶电推进等领域有着广泛的应用。为了提高串联型多脉波整流器的电能质量,并增强其可靠性,提出一种无源脉波倍增策略。根据整流器的拓扑结构,分析整流器的工作模态,并根... 多脉波整流器作为交流发电机与直流母线的通用接口,在航空航天、船舶电推进等领域有着广泛的应用。为了提高串联型多脉波整流器的电能质量,并增强其可靠性,提出一种无源脉波倍增策略。根据整流器的拓扑结构,分析整流器的工作模态,并根据工作模态研究整流器的工作波形;根据整流器的拓扑结构以及工作波形,得到输入电压与注入变压器匝数比的定量关系,并根据定量关系获得最优匝比,完成无源脉波倍增电路的设计。实验结果表明,使用脉波倍增策略后,整流器输入电压的总谐波畸变率(THD)由8.6%降至4.4%,输入电流的THD由6.5%降至2.6%,注入变压器容量仅为负载功率的2%。所提出的无源脉波倍增策略成本低、损耗小,且具有良好的谐波抑制能力。 展开更多

关键词 串联型多脉波整流器 无源脉波倍增策略 电能质量

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基于电力电子变压器的串联型12脉波整流器 被引量：9

14

作者 孟凡刚 姜彤 郭依宁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期52-59,共8页

针对串联型多脉波整流器中移相变压器体积大与重量高等问题,研究一种基于电力电子变压器的串联型12脉波整流器。该整流器由AC-AC变换器及高频多脉波整流器组成;分析了AC-AC变换器的工作原理,并根据工作原理设计了其控制策略,获得了AC-A... 针对串联型多脉波整流器中移相变压器体积大与重量高等问题,研究一种基于电力电子变压器的串联型12脉波整流器。该整流器由AC-AC变换器及高频多脉波整流器组成;分析了AC-AC变换器的工作原理,并根据工作原理设计了其控制策略,获得了AC-AC变换器输入、输出电压之间的定量关系;设计了Y/Δ/Y型移相变压器,并根据其结构获得了其输入电压与整流桥输入电压之间的数学关系;利用开关函数法确定了2个三相二极管整流桥的导通模态,建立了电力电子变换器输入电压与整流器输出电压之间的定量关系;引入等效电阻的概念,建立了整流器解析模型,获得了电力电子变压器输入电流以及输入功率因数的表达式。仿真和实验结果表明,使用电力电子变压器代替工频主变压器后,主变压器体积和重量减小三分之二,电力电子变压器输入电流THD值为6.5%左右,负载电压和电流保持恒定。 展开更多

关键词 电力电子变压器 AC-AC变换器 多脉波整流器 功率密度 等效模型 电能质量

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基于非常规平衡电抗器的直流侧谐波抑制方法 被引量：4

15

作者 廉玉欣 杨世彦 杨威 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期3957-3968,共12页

为提高多脉波整流器的谐波抑制能力,提出一种基于非常规平衡电抗器的直流侧谐波抑制方法。在常规平衡电抗器的基础上,增加一次侧抽头数和二次绕组,并通过一次侧抽头控制电路和二次侧整流电路与负载相连,进而提高整流器输出电压脉波数和... 为提高多脉波整流器的谐波抑制能力,提出一种基于非常规平衡电抗器的直流侧谐波抑制方法。在常规平衡电抗器的基础上,增加一次侧抽头数和二次绕组,并通过一次侧抽头控制电路和二次侧整流电路与负载相连,进而提高整流器输出电压脉波数和输入电流的阶梯数,降低了输入电流总谐波畸变率(THD)。以输入线电流THD最小为目标,分析非常规平衡电抗器的工作模式和参数优化设计方法。实验结果验证了理论分析的正确性,应用非常规平衡电抗器后,并联型整流器的输出脉波数可从12脉波增加至24、36、48脉波,输入线电流THD由15.15%降低至3.81%,谐波抑制能力得到显著提升。 展开更多

关键词 多脉波整流器 平衡电抗器 谐波抑制 总谐波畸变率

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基于固态变压器的移动变电站综合性能提升方法 被引量：3

16

作者 高美金 狄谦 +2 位作者 王婷婷 黄江倩 孟凡刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期2315-2324,共10页

为减小移动变电站中主变压器的体积和质量,提高移动变电站的高压侧电能质量,提出一种用于移动变电站的固态变压器拓扑。所提出的固态变压器由AC-AC变换器、高频多脉波整流器、工频逆变器三部分组成,该文首先分析了AC-AC变换器的工作原理... 为减小移动变电站中主变压器的体积和质量,提高移动变电站的高压侧电能质量,提出一种用于移动变电站的固态变压器拓扑。所提出的固态变压器由AC-AC变换器、高频多脉波整流器、工频逆变器三部分组成,该文首先分析了AC-AC变换器的工作原理,并从降低开关损耗的角度出发,设计其控制策略;然后从磁路和电路对称的角度出发,设计用于高频多脉波整流器的移相变压器,并应用开关函数法计算固态变压器的输入电流和输出电压;最后设计固态变压器中AC-AC变换器的控制和驱动电路,搭建了移动变电站的缩比仿真和实验平台。仿真和实验结果表明,使用固态变压器代替传统的工频主变压器后,主变压器体积减小了三分之二,其体积和质量得到显著降低;使用所设计的三相五芯柱变压器作为移相变压器后,固态变压器的输入电流总谐波畸变率(THD)值由22%降到了16%,有效提高了移动变电站的电能质量。 展开更多

关键词 移动变电站 固态变压器 AC-AC变换器 高频多脉波整流器 移相变压器

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