[发明专利]使用直流侧无源谐波抑制方法的串联型多脉波整流器

说明书

本发明实施例公开了一种使用直流侧无源谐波抑制方法的串联型多脉波整流器，包括输入电感、移相变压器、第一三相全桥整流电路、第二三相全桥整流电路、第一直流侧电容、第二直流侧电容、负载、谐波注入电路，谐波注入电路由一个单相变压器和一个单相全桥整流电路组成，单相变压器由一个原边绕组和一个副边绕组组成；单相全桥整流电路的输出端正极与第二三相全桥整流电路的负极相连，输出端负极与负载的负极相连。本发明使用直流侧无源谐波抑制方法来抑制整流器输入电压、电流中的谐波，与不使用谐波注入电路的整流器相比，输入电压THD值由12%降低到4%，整流器输入电压符合IEEE标准，极大改善了整流器的输入电能质量。

技术领域

本发明涉及电气电力技术领域，尤其涉及一种使用直流侧无源谐波抑制方法的串联型多脉波整流器。

背景技术

多脉波整流器由于结构简单，鲁棒性强，常被用作大功率电力电子装置和交流电网的接口。但是，整流器采用二极管整流，在获得高可靠性的同时，也不可避免地带来大量的谐波污染，另外，变压器结构不对称也会产生大量谐波。为解决以上问题，急需一种行之有效的方法来抑制多脉波整流器的输入电流、电压谐波。

多脉波整流器输入电压或电流的阶梯数等于输出电压或电流的脉波数，其输入电压、电流阶梯数越多，波形就越接近正弦，电压、电流的谐波含量就越少；输出电压、电流脉波数越多，其波形就越接近直流，电能质量越高。

因此，提高多脉波整流器输入、输出电能质量的关键是增加多脉波整流器输出电压、电流脉波数。提高多脉波整流器输入、输出电压或电流脉波数的方法有两种，一种是通过增加移相变压器的输出端数量以及平衡电抗器的抽头数量，从而增加串联或并联在一起的整流桥的个数，但是，当整流桥数量过多时，移相变压器以及平衡电抗器设计困难，且不平衡现象严重；另一种方法是使用直流侧谐波抑制方法来消除整流器输入电压、电流中某些特定次数的谐波，与增加整流桥数量的方法相比，这种方法使用整流桥数量少，损耗低；直流侧谐波抑制方法包括直流侧无源谐波抑制方法和直流侧有源谐波抑制方法，与直流侧有源谐波抑制方法相比，直流侧无源谐波抑制方法依靠电路自身的特性来向整流器的直流侧注入特定频率、形状的电压或电流信号，其谐波抑制代价低，可靠性高。

申请号为2018104096783，发明名称为“使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器”的发明专利中，虽然使用直流侧混合电压谐波注入法，但是其谐波抑制效果差，电路可靠性低，不能满足要求。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种使用直流侧无源谐波抑制方法的串联型多脉波整流器，以提升谐波抑制效果，并提升鲁棒性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种使用直流侧无源谐波抑制方法的串联型多脉波整流器，包括输入电感、移相变压器、第一三相全桥整流电路、第二三相全桥整流电路、第一直流侧电容、第二直流侧电容、负载，输入电感由三个大小相等的电感组成；移相变压器的原边绕组采用三角形连接，副边绕组采用星角连接，移相变压器原边绕组的三个抽头分别通过三个电感连接三相交流电源，移相变压器副边绕组分别与第一三相全桥整流电路、第二三相全桥整流电路的输入端相连；第一三相全桥整流电路和第二三相全桥整流电路串联连接，所述多脉波整流器还包括谐波注入电路，谐波注入电路由一个单相变压器和一个单相全桥整流电路组成，单相变压器由一个原边绕组和一个副边绕组组成；单相变压器原边绕组的一侧与两组三相全桥整流电路的中点相连，另一侧与第一直流侧电容和第二直流侧电容的中点连接，单相变压器副边绕组分别与单相全桥整流电路的输入端连接；单相全桥整流电路的输出端正极与第二三相全桥整流电路的负极相连，输出端负极与负载的负极相连；第一直流侧电容的正极与第一三相全桥整流电路的正极和负载的正极相连，负极与第二直流侧电容的正极以及两组三相全桥整流电路的中点相连；第二直流侧电容的负极与第二三相全桥整流电路的负极相连。