說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)實(shí)施方式一的進(jìn)一步限定，是基于實(shí)施方式一所述系統(tǒng)的諧波抑制方法，它將負(fù)載連接在所述諧波抑制系統(tǒng)的正極輸出端和諧波抑制系統(tǒng)的負(fù)極輸出端之間，它的諧波抑制方法為:
由同步電路6采集多脈波整流系統(tǒng)的線電壓信號(hào)，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換產(chǎn)生三角波信號(hào)，由控制電路7將此三角波信號(hào)與負(fù)載電壓信號(hào)和給定的負(fù)載電壓信號(hào)之間的差值相乘產(chǎn)生參考電感電流信號(hào)；參考電感電流信號(hào)與第一組升壓站波電路4中的電感電流iu作差，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后經(jīng)同步電路6內(nèi)部的PffM信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生第一路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過此驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路8，再由驅(qū)動(dòng)電路8輸出的第一路控制信號(hào)觸發(fā)第一組升壓斬波電路4的絕緣柵雙極晶體管；
參考電感電流信號(hào)與第二組升壓站波電路5中的電感電流Λ2作差，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后經(jīng)同步電路6內(nèi)部的PffM信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生第二路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過此驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路8，再由驅(qū)動(dòng)電路8輸出的第二路控制信號(hào)觸發(fā)第二組升壓斬波電路5的絕緣柵雙極晶體管，使得第一組升壓斬波電路4與第二組升壓斬波電路5的電流值為負(fù)載回路電流值的0.5倍，實(shí)現(xiàn)對(duì)多脈波整流系統(tǒng)的諧波控制。
[0025]本實(shí)施方式中所述同步電路6用來采集現(xiàn)有多脈波整流系統(tǒng)中輸入的交流線電壓信號(hào)，此線電壓信號(hào)經(jīng)同步電路6內(nèi)部的鎖相環(huán)和查表等電路轉(zhuǎn)換成三角波信號(hào)。
[0026]下面對(duì)該采用角/角/星形連接隔離變壓器的直流側(cè)諧波抑制系統(tǒng)中的第一組升壓斬波電路為例，對(duì)具體工作模式進(jìn)行說明:第一種工作模式:結(jié)合圖1、圖3和圖4進(jìn)行說明，在?ο時(shí)刻，第一開關(guān)管5；導(dǎo)通。在(。< t< 段，第三一二極管屯和第三二二極管A2承受反壓而關(guān)斷。第一組三相橋式整流電路對(duì)第一一電感A1、第一二電感A2進(jìn)行充電，電感電流iu線性增長(zhǎng)，此時(shí)，由第零電容G給負(fù)載12供電，第零電容C。兩端的電壓W。逐步下降。第二絕緣柵雙極晶體管S2在此工作模式下一直關(guān)斷，第二一電感Z21、第二二電感4也給負(fù)載供電，電感電流4逐漸下降，第零電容G同時(shí)起到濾波作用。到第一絕緣柵雙極晶體管5；關(guān)斷時(shí)，此種工作模式結(jié)束。
[0027]第二種工作模式:結(jié)合圖1、圖3和圖5進(jìn)行說明，在A時(shí)刻，第一絕緣柵雙極晶體管5；關(guān)斷，第二絕緣柵雙極晶體管S2關(guān)斷，在t< 4段，整流橋輸出側(cè)通過第一一電感Zn、第一二電感A2對(duì)第零電容G充電，同時(shí)給負(fù)載供電，電感電流iu逐漸減小，第零電容G兩端的電壓％逐步上升，第二絕緣柵雙極晶體管在此工作模式下一直關(guān)斷，第二一電感Z21、第二二電感給負(fù)載供電，電感電流Λ2逐漸下降。到第二絕緣柵雙極晶體管S1導(dǎo)通時(shí)，此種工作模式結(jié)束，第一種和第二種工作模式交替進(jìn)行，直到電感電流iu上升到一定值，同時(shí)電感電流iu下降到零時(shí)，則進(jìn)入第三種工作模式。
[0028]第三種工作模式:結(jié)合圖1、圖3和圖6進(jìn)行說明，在?3時(shí)刻，第二絕緣柵雙極晶體管&導(dǎo)通，在h< t< ?4段，第四一二極管忍JP第四二二極管^42承受反壓而關(guān)斷。第二組三相橋式整流電路對(duì)第二一電感Z21、第二二電感A2進(jìn)行充電，電感電流4線性增長(zhǎng)，此時(shí)，由第零電容G給負(fù)載供電，第零電容G兩端的電壓％逐步下降。第一絕緣柵雙極晶體管5；在此工作模式下一直關(guān)斷，第一一電感A1、第一二電感A2也給負(fù)載供電，電感電流A1逐漸下降，第零電容C。同時(shí)起到濾波作用。到第二絕緣柵雙極晶體管關(guān)斷時(shí)，此種工作模式結(jié)束。
[0029]第四種工作模式:結(jié)合圖1、圖3和圖7進(jìn)行說明，在?4時(shí)刻，第二絕緣柵雙極晶體管S關(guān)斷，第一絕緣柵雙極晶體管5；關(guān)斷，在i4< t< ?5段，第二組三相橋式整流電路通過第二一電感Z21、第二二電感4給第零電容G充電，同時(shí)給負(fù)載供電，電感電流Λ2逐漸減小，第零電容G兩端的電壓％逐步上升，第一絕緣柵雙極晶體管5；在此工作模式下一直關(guān)斷，第--電感A1、第一二電感A2給負(fù)載供電，電感電流iu逐漸下降。到絕緣柵雙極晶體管5；導(dǎo)通時(shí)，此種工作模式結(jié)束。第三種和第四種工作模式交替進(jìn)行，直到電感電流上升到一定值，同時(shí)電感電流iu下降到零時(shí)，則進(jìn)入第一種工作模式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)的多脈波整流器及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于:它包括角/角/星形連接的隔離變壓器(1)、第一組三相橋式整流電路(2)、第二組三相橋式整流電路(3)、第一組升壓斬波電路(4)、第二組升壓斬波電路(5)、同步電路(6)、控制電路(7)、驅(qū)動(dòng)電路(8); 角/角/星形連接隔離變壓器(1)的輸入繞組與三相輸入電壓ya、uh、%相連，輸入繞組采用角形連接； 第一組三相橋式整流電路(2)分別與角/角/星形連接隔離變壓器(1)的輸出繞組兩、繞組A、繞組A相連； 第二組三相橋式整流電路(3)分別與角/角/星形連接隔離變壓器(1)的輸出繞組a2、繞組4、繞組4相連； 第一組三相橋式整流電路(2)的輸出端分別與第一組升壓斬波電路(4)中的電感器Zn和電感器4相連，電感器AJP電感器4連至絕緣柵雙極晶體管5；，即電感器AJP電感器A2通過5；并聯(lián)，絕緣柵雙極晶體管5；兩端同時(shí)又分別連接二極管凡的陽極和二極管42的陰極，第一組升壓斬波電路(4)中的電容器和負(fù)載并聯(lián)后再與二極管/?31的陰極和二極管42的陽極相連； 第二組三相橋式整流電路(3 )的輸出端分別與第二組升壓斬波電路(5 )中的電感器和電感器42相連，電感器4和電感器4連至絕緣柵雙極晶體管&，即電感器和電感器42相連通過絕緣柵雙極晶體管S并聯(lián)，絕緣柵雙極晶體管S兩端同時(shí)又分別連接二極管忍:的陽極和二極管^42的陰極，二極管^41的陰極和二極管^42的陽極連至第一組升壓斬波電路(4)中的電容器和負(fù)載兩端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)的多脈波整流器及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述角/角/星形連接隔離變壓器(1)由繞組a、繞組b、繞組c、繞組a1、繞組匕、繞組Cl、繞組a2、繞組b2、繞組(:2等九個(gè)繞組組成； 繞組a、繞組b、繞組c為角/角/星形連接變壓器(1)的三個(gè)輸入繞組，三個(gè)輸入繞組角形連接；繞組％、繞組h、繞組Cl、繞組a2、繞組b2、繞組c2為角/角/星形連接變壓器(1)的輸出繞組，繞組％、繞組h、繞組Cl為角形連接；繞組a2、繞組b2、繞組c2為星形連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)的多脈波整流器及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述三相橋式整流電路(2)為不可控整流電路，所述第二組三相橋式整流電路(3)為不可控整流電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)的多脈波整流器及其設(shè)計(jì)方法，其特征在于:第一組升壓斬波電路(4)，所選開關(guān)管為絕緣柵雙極晶體管(IGBT); 第一組升壓斬波電路由第 電感器A1、第一二電感器A；!、第一絕緣柵雙極晶體管5；、第三一二極管031、第三二二極管祝2、第零電容器^組成； 第 電感器Al—端與第 二極管Al、第一三二極管A;?、第一五二極管As的陰極連接，另一端與第一絕緣柵雙極晶體管5；的漏極(D極)相連，第一二電感器zi2—端與第二四二極管爲(wèi)4、第二六二極管46、第二二二極管爲(wèi)2的陽極連接，另一端與第一個(gè)絕緣柵雙極晶體管5；的源極(S極)相連，即電感器4和電感器4通過絕緣柵雙極晶體管并聯(lián)，第一個(gè)絕緣柵雙極晶體管5；兩端同時(shí)又分別連接第三一二極管031的陽極和第三二二極管42的陰極，第零電容器G和負(fù)載并聯(lián)后再與第三一二極管031的陰極和第三二二極管從2的陽極； 第二組升壓斬波電路由第二一電感器4、第二二電感器4、第二絕緣柵雙極晶體管$、第四一二極管凡、第四二二極管4、第零電容器G組成；第二一電感器4一端與第二一二極管021、第二三二極管43、第二五二極管爲(wèi)5的陰極連接，另一端與第二絕緣柵雙極晶體管&的漏極(D極)相連，第二二電感器42—端與第二四二極管44、第二六二極管46、第二二二極管爲(wèi)2的陽極連接，另一端與第二個(gè)絕緣柵雙極晶體管&的源極(S極)相連，SP第二一電感器第二二電感器42通過第二個(gè)絕緣柵雙極晶體管S并聯(lián)，第二個(gè)絕緣柵雙極晶體管&兩端同時(shí)又分別連接第四一二極管^41的陽極和第四二二極管^42的陰極，第零電容器G和負(fù)載并聯(lián)后再與第四一二極管^41的陰極和第四二二極管^42的陽極。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)的多脈波整流器及其設(shè)計(jì)方法，其諧波抑制原理為:由同步電路(6)采集多脈波整流系統(tǒng)的線電壓信號(hào)，并進(jìn)行轉(zhuǎn)換產(chǎn)生三角波信號(hào)，由控制電路(7)將此三角波信號(hào)與負(fù)載電壓信號(hào)和給定的負(fù)載電壓信號(hào)之間的差值相乘產(chǎn)生參考電感電流信號(hào)；參考電感電流信號(hào)與第一組升壓站波電路(4)中的電感電流iu作差，經(jīng)過ΡΙ調(diào)節(jié)后經(jīng)同步電路(6)內(nèi)部的PWM信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生第一路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過此驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路(8)，再由驅(qū)動(dòng)電路(8)輸出的第一路控制信號(hào)觸發(fā)第一組升壓斬波電路(4)的絕緣柵雙極晶體管；參考電感電流信號(hào)與第二組升壓站波電路(5)中的電感電流Λ2作差，經(jīng)過PI調(diào)節(jié)后經(jīng)同步電路(6)內(nèi)部的PWM信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生第二路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過此驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路(8)，再由驅(qū)動(dòng)電路(8)輸出的第二路控制信號(hào)觸發(fā)第二組升壓斬波電路(5)的絕緣柵雙極晶體管，使得第一組升壓斬波電路(4)與第二組升壓斬波電路(5)的電流值為負(fù)載回路電流值的0.5倍，實(shí)現(xiàn)對(duì)多脈波整流系統(tǒng)的諧波控制。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)的多脈波整流器及其設(shè)計(jì)方法，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明解決了現(xiàn)有多脈波整流系統(tǒng)在交流側(cè)進(jìn)行諧波補(bǔ)償時(shí)，諧波補(bǔ)償電路及系統(tǒng)控制策略復(fù)雜，并且輸出電壓不可調(diào)的問題。本發(fā)明采用角/角/星形連接變壓器為移相變壓器，在整流橋的輸出側(cè)使用升壓斬波電路控制整流橋輸出電流，實(shí)現(xiàn)在直流側(cè)抑制交流側(cè)電流諧波的目的，并可使整流器輸出電壓可調(diào)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，有效減小了原有多脈波整流系統(tǒng)的諧波含量，同時(shí)具有多脈波整流系統(tǒng)輸出電壓可調(diào)的特點(diǎn)，可用于電能質(zhì)量要求較高的大功率場(chǎng)合。
【IPC分類】H02M7/217, H02M1/42
【公開號(hào)】CN105305853
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510802363
【發(fā)明人】孟凡剛, 高蕾, 馬欣彤, 譚宇
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日