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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
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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 谐波抑制 电流注入 脉波倍增 电能质量
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基于体积优化的之字形电力电子变压器并联多脉波整流技术研究 被引量:1
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作者 刘千啸 陈小强 +1 位作者 王英 马春贵 《电气工程学报》 北大核心 2025年第1期108-118,共11页
为了解决传统移相变压器由于体积而限制其适用范围的问题,将电力电子变压器与多脉波整流相结合,通过升频减少变压器内磁心与线圈匝数的数量,进而减小变压器的体积。为了优化传统移相变压器三芯柱磁路不平衡和星角联结结构不对称的问题,... 为了解决传统移相变压器由于体积而限制其适用范围的问题,将电力电子变压器与多脉波整流相结合,通过升频减少变压器内磁心与线圈匝数的数量,进而减小变压器的体积。为了优化传统移相变压器三芯柱磁路不平衡和星角联结结构不对称的问题,使用之字形结构为零序磁通提供通道,从而减少电路中的零序电流,解决二极管桥之间的电流分配不均衡的问题。分析电力电子变换器(User plane entity,UPE)的AC-AC工作原理,研究之字形移相变压器的拓扑结构、整流桥的工作模态,推导出系统的输入电流以及负载电压数学表达式,并对变压器磁路进行分析,对磁心进行了优化设计。通过Simulink搭建仿真模型,相较于传统的电力电子移相变压器系统输入电流提高了对称性,并通过仿真和试验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 电力电子变换器 之字形移相变压器 脉波整流 减小体积 电流分配
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一种基于改进双二极管脉波倍增电路的串联型24脉波整流器 被引量:1
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作者 王景芳 赵晨 +3 位作者 姚绪梁 于天龙 刘腾 陈启明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期4878-4890,I0023,共14页
为了在不增加串联型12脉波整流器中移相变压器复杂度的前提下,有效地抑制整流器的输入电流谐波,该文提出一种基于改进双二极管脉波倍增电路(improved dual-diode pulse-doubling circuit,IDPC)的串联型24脉波整流器。提出的IDPC被安装... 为了在不增加串联型12脉波整流器中移相变压器复杂度的前提下,有效地抑制整流器的输入电流谐波,该文提出一种基于改进双二极管脉波倍增电路(improved dual-diode pulse-doubling circuit,IDPC)的串联型24脉波整流器。提出的IDPC被安装在整流器的直流侧并由单相自耦变压器、平衡电抗器、2个电容器和2个辅助二极管组成。IDPC中的辅助二极管根据整流器中2个三相整流桥的输出电压和单相自耦变压器绕组电压之间的关系交替导通,使IDPC周期性工作在3种模态下,然后根据交直流侧电压和电流关系将整流器的脉波数从12增加到24,使得输入电流的THD减小为原来的二分之一,有效地抑制输入电流谐波。因IDPC中磁性器件的总容量仅为输出功率的2.35%,辅助二极管的电流应力仅为输出电流的6.8%,提出的方案具有电路结构简单、容量小,成本低和导通损耗小的优点。与类似结构相比,提出的整流器在中高压工业场合具有更好的应用前景。搭建了一台输出功率为1 kW的实验样机,实验结果验证了理论分析的有效性和正确性。 展开更多
关键词 串联24脉波整流 电流谐波 脉波倍增 双辅助二极管
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基于自耦变压器的两种多脉波整流系统的分析和比较 被引量:7
4
作者 赵众 王平 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期116-119,共4页
在总结国外利用自耦变压器构建的多脉波整流系统的研究现状及其进展的基础上,对目前提出的两种比较成熟的12脉波、18脉波整流结构做了介绍,并对其各自的优缺点进行了深入的分析和比较。
关键词 自耦变压器 脉波整流 12脉渡整流 18脉波整流
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一种带辅助电路的12脉波整流电路 被引量:34
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作者 陈鹏 李晓帆 +1 位作者 宫力 熊招春 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第23期163-166,共4页
输入电流谐波含量高是多脉波二极管整流电路的一大缺点。该文提出了一种通过辅助电路回馈部分能量的12脉波整流电路,有效减小了输入电流谐波含量,提高功率因数。辅助电路由单相电压逆变器构成,产生交流辅助电压通过变压器耦合到主电路上... 输入电流谐波含量高是多脉波二极管整流电路的一大缺点。该文提出了一种通过辅助电路回馈部分能量的12脉波整流电路,有效减小了输入电流谐波含量,提高功率因数。辅助电路由单相电压逆变器构成,产生交流辅助电压通过变压器耦合到主电路上,从而改善电流波形。此方法结构简单,易于对现有的传统12脉波整流电路进行改造。通过一台6kW,输入相电压150V的实验设备,验证了该方法的可行性。满载时输入电流ηTHD仅为3.8%。 展开更多
关键词 12脉波整流 辅助电路 输入电流 谐波总畸变率
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圆形变压器在24脉波整流系统中的应用 被引量:25
6
作者 王铁军 方芳 +1 位作者 姜晓弋 杨律 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第13期172-179,共8页
圆形变压器利用旋转磁场实现三相和多相之间的电能变换。以三相/十二相圆形变压器为对象,分析了其应用于24脉波整流的原理;基于磁动势平衡原理,对电网侧电流的谐波成分进行了理论研究;结合电磁设计需要,重点分析了定、转子槽齿相对位置... 圆形变压器利用旋转磁场实现三相和多相之间的电能变换。以三相/十二相圆形变压器为对象,分析了其应用于24脉波整流的原理;基于磁动势平衡原理,对电网侧电流的谐波成分进行了理论研究;结合电磁设计需要,重点分析了定、转子槽齿相对位置以及气隙对电磁参数和运行性能的影响;开展了样机试验,证明了圆形变压器能明显改善输出直流电压和输入侧电流波形,并对圆形变压器在多脉波整流系统中的主要性能进行了初步评估。 展开更多
关键词 脉波整流 圆形 移相变压器 谐波
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多脉波整流技术综述 被引量:68
7
作者 孟凡刚 杨世彦 杨威 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期9-22,共14页
给出了多脉波整流系统的定义及分类;然后根据移相变压器的不同,系统地分析了12脉波、24脉波和36脉波整流系统的优缺点。分析了多脉波整流系统直流侧谐波抑制方法的研究现状。讨论了提高多脉波整流系统性能的方法,并分析了负载性质对这... 给出了多脉波整流系统的定义及分类;然后根据移相变压器的不同,系统地分析了12脉波、24脉波和36脉波整流系统的优缺点。分析了多脉波整流系统直流侧谐波抑制方法的研究现状。讨论了提高多脉波整流系统性能的方法,并分析了负载性质对这些方法的影响。对若干需要研究的问题进行了展望,特别分析了多脉波整流系统应用中的关键性问题。 展开更多
关键词 脉波整流系统 隔离变压器 自耦变压器 移相电抗器 谐波抑制
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电网电压不平衡下串联型12脉波整流装置的频域谐波建模 被引量:28
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作者 王佳佳 周念成 +1 位作者 王强钢 魏能峤 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期69-78,共10页
针对高压直流输电和大功率工业整流采用的串联型12脉波整流装置,在分析其整流等效电路工作原理的基础上,计及电压不平衡时相控整流电路的触发角偏移和换相重叠角,推导了正序和负序电压作用下12脉波整流的谐波耦合导纳矩阵,将两者整合建... 针对高压直流输电和大功率工业整流采用的串联型12脉波整流装置,在分析其整流等效电路工作原理的基础上,计及电压不平衡时相控整流电路的触发角偏移和换相重叠角,推导了正序和负序电压作用下12脉波整流的谐波耦合导纳矩阵,将两者整合建立电压不平衡下12脉波整流的频域谐波耦合导纳模型。该模型能解析计算整流装置产生的电流谐波,无需迭代。搭建整流装置实验测试平台,探讨12脉波整流的谐波耦合导纳矩阵元素分布特点,分析电压畸变率、不平衡度和触发角变化对模型准确度的影响,通过计算与实验对比,验证所提频域谐波模型的有效性。 展开更多
关键词 12脉波整流 不平衡电压 谐波模型 换相重叠角 耦合导纳矩阵
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用于多脉波整流的直线式移相变压器 被引量:17
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作者 孙盼 赵镜红 +2 位作者 熊欣 吴旭升 高嵬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第A01期169-177,共9页
在多脉波整流中,为了优化结构和改善电能品质,提出一种类似于直线电机的直线式移相变压器。不同于普通移相变压器,该移相变压器采用直线式铁心结构,易于绕组布置和大功率场合下的模块化叠加,电路结构更为简单。以3相/12相直线式移相变... 在多脉波整流中,为了优化结构和改善电能品质,提出一种类似于直线电机的直线式移相变压器。不同于普通移相变压器,该移相变压器采用直线式铁心结构,易于绕组布置和大功率场合下的模块化叠加,电路结构更为简单。以3相/12相直线式移相变压器为例,阐述其在多脉波整流中的应用原理,解析气隙平移磁场;基于磁动势平衡理论,阐述消除网侧主要谐波电流的原理;开展有限元仿真分析和样机实验,证明直线式移相变压器能较好地改善输出直流电压和抑制网侧谐波电流,验证了直线式移相变压器的有效性。 展开更多
关键词 脉波整流 直线式 移相变压器 谐波
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地铁24脉波整流机组的仿真及谐波电流分析 被引量:20
10
作者 董海燕 田铭兴 +1 位作者 杜斌祥 张福 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期593-594,611,共3页
牵引地铁列车的直流电动机广泛使用24脉波整流机组提供的直流电源。分析了24脉波整流机组的工作原理,利用MATLAB-SIMULINK工具箱搭建24脉波整流机组仿真模型;采用傅里叶级数从理论上分析了电网侧和直流侧谐波电流,且通过仿真分析,更加... 牵引地铁列车的直流电动机广泛使用24脉波整流机组提供的直流电源。分析了24脉波整流机组的工作原理,利用MATLAB-SIMULINK工具箱搭建24脉波整流机组仿真模型;采用傅里叶级数从理论上分析了电网侧和直流侧谐波电流,且通过仿真分析,更加直观地体现了电网侧和直流侧谐波电流特点。结果表明:采用24脉波整流机组,网侧电流谐波含量大大降低,减少了对电网的污染,同时输出直流电压的纹波系数较小,从而体现了地铁直流牵引供电系统中采用24脉波整流机组的优越性。 展开更多
关键词 地铁 24脉波整流机组 仿真 谐波电流
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多脉波整流技术在风力发电中的应用 被引量:10
11
作者 陈杰 龚春英 +2 位作者 陈家伟 张方华 严仰光 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期131-137,144,共8页
提出了一种新型的12脉波自耦变压整流器(ATRU),具有结构简单、可靠性高、功率因数高等突出优点。将其用于风力发电场合,可以解决当前风力发电机组中PWM整流器故障发生率高和二极管不控整流器功率因数低、电流谐波含量高、转矩脉动大等... 提出了一种新型的12脉波自耦变压整流器(ATRU),具有结构简单、可靠性高、功率因数高等突出优点。将其用于风力发电场合,可以解决当前风力发电机组中PWM整流器故障发生率高和二极管不控整流器功率因数低、电流谐波含量高、转矩脉动大等问题。文中首先详细分析了该整流器的工作原理和输入电流、输出电压特性。随后,结合永磁同步风力发电系统,讨论了ATRU与风力发电机组之间的关系,给出了ATRU在风电场合的设计要求。最后,设计了一套实验系统,实验结果验证了理论分析的正确性和ATRU在风电场合应用的可行性。 展开更多
关键词 风力发电 不控整流 脉波整流 自耦变压器 THD
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基于电力电子移相变压器的12脉波整流技术 被引量:23
12
作者 孟凡刚 满忠诚 +1 位作者 高蕾 朱春波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第18期3865-3872,共8页
为减小移相变压器的体积,提出一种基于电力电子移相变压器的12脉波整流器拓扑。在该拓扑中,工频交流电压通过电力电子变换器转换成高频电压,后经高频移相变压器进行移相后,进入两组三相二极管整流桥,从而完成整流的功能。分析电力电子... 为减小移相变压器的体积,提出一种基于电力电子移相变压器的12脉波整流器拓扑。在该拓扑中,工频交流电压通过电力电子变换器转换成高频电压,后经高频移相变压器进行移相后,进入两组三相二极管整流桥,从而完成整流的功能。分析电力电子移相变压器的工作原理,并给出其尺寸参数;研究高频状态下三相二极管整流桥的工作模态;推导出输入电流和负载电压的数学表达式。仿真和实验均表明,使用该技术后,变压器的体积可减小至工频的1/3以下,同时可保证相同的输入电流质量,且整流装置工作稳定,验证了理论分析的正确性和可行性。 展开更多
关键词 12 脉波整流 电力电子移相变压器 高频开关
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直流侧带PWM整流器的12脉波整流系统及其负载适应性 被引量:17
13
作者 朱屹 杨世彦 孟凡刚 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期85-92,共8页
提出一种直流侧带小容量单相PWM整流器的12脉波整流系统,通过环流抑制谐波机理,分析得出控制辅助PWM整流器工作在单位功率因数状态,使系统直流侧产生合适的三角波环流,能够显著抑制输入电流谐波。对于大功率整流系统常用的LR和LCR型负载... 提出一种直流侧带小容量单相PWM整流器的12脉波整流系统,通过环流抑制谐波机理,分析得出控制辅助PWM整流器工作在单位功率因数状态,使系统直流侧产生合适的三角波环流,能够显著抑制输入电流谐波。对于大功率整流系统常用的LR和LCR型负载,分析了输入电流THD值与负载参数的关系,系统均能达到较好的谐波抑制效果。研制了一台额定功率为6.4kW的系统,额定负载下输入电流THD值约为1%,实验结果验证了系统负载适应性及其在大功率场合的应用价值。 展开更多
关键词 脉波整流 谐波 有源平衡电抗器 PWM整流
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基于星形联结自耦变压器的高功率密度12脉波整流器研究 被引量:11
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作者 孟凡刚 朱春波 +2 位作者 高蕾 杨威 杨世彦 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1-9,共9页
为减小移相变压器的等效容量,并降低其绕组结构的复杂程度,提出一种等效容量小、绕组结构简单的星形联结移相自耦变压器。根据多脉波整流器对移相变压器的要求,确定了星形联结移相自耦变压器的相量图以及各绕组之间的匝比关系;定义了应... 为减小移相变压器的等效容量,并降低其绕组结构的复杂程度,提出一种等效容量小、绕组结构简单的星形联结移相自耦变压器。根据多脉波整流器对移相变压器的要求,确定了星形联结移相自耦变压器的相量图以及各绕组之间的匝比关系;定义了应用星形连接自耦变压器的12脉波整流器的开关函数,并应用该函数分析了12脉波整流器的输入电流和负载电压,并计算了该整流器所使用的3种磁性器件的等效容量。理论分析、仿真及实验结果表明,该整流器可以实现12脉波整流,且具有系统功率密度高、结构简单等优点,适合应用于三相四线制的大功率整流场合。 展开更多
关键词 12脉波整流 星形自耦变压器 平衡电抗器 零序电流抑制器
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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
15
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 脉波整流 平衡电抗器 谐波
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过移相和欠移相对12脉波整流系统的影响及抑制措施 被引量:6
16
作者 高蕾 孟凡刚 +1 位作者 杨世彦 杨威 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期85-93,共9页
根据自耦变压器的绕组结构和电气量之间的关系,分析了移相角与绕组匝数的关系。定量分析了移相角与输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数之间的关系,分析表明过移相和欠移相均会使输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数增大;为抑... 根据自耦变压器的绕组结构和电气量之间的关系,分析了移相角与绕组匝数的关系。定量分析了移相角与输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数之间的关系,分析表明过移相和欠移相均会使输入电流总谐波畸变率和输出电压纹波系数增大;为抑制输入电流中的非特征次谐波,提出了谐波抑制电抗器和相间电抗器相结合的12脉波整流系统,该系统结构简单、对称性好。仿真和实验结果表明了理论分析的正确性,所提多脉波整流系统可有效抑制输入电流中的非特征次谐波,减少过移相和欠移相对12脉波整流系统的影响。 展开更多
关键词 12脉波整流系统 过移相 欠移相 谐波抑制电抗器 谐波分析
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多脉波整流器直流侧无源谐波抑制机理研究 被引量:13
17
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 脉波整流 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
18
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 脉波整流 直流侧谐波抑制技术 星形自耦变压器
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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
19
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 脉波整流 脉波倍增 谐波抑制 输出电压脉动
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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
20
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 脉波整流 无源谐波抑制 平衡电抗器 总谐波畸变率
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