[发明专利]一种18脉波整流系统谐波抑制系统及方法

摘要

一种18脉波整流系统谐波抑制系统及方法，属于整流系统谐波抑制系统及方法。通过单相电压型逆变器，产生交流辅助方波电压作用于主电路直流电感上，改善二极管整流桥输出电流波形，通过整流变压器一次侧和二次侧电流关系，从而达到抑制网侧电流谐波的目的。优点1.该辅助电路为单相电压型逆变器，拓扑结构简单，成本低廉；2.通过控制直流电感上交流方波电压的大小，使得三个三相二极管整流桥能够均分负载电流，同时二极管整流桥输出电流呈线性上升和下降，改善了直流侧电流波形；3.辅助电路通过变压器耦合到主电路上，辅助电路功率比较小，功率器件开关损耗比较小；4.网侧电流谐波为1.42％，电流波形接近正弦波，功率因数十分接近1。

主权项

一种18脉波整流系统谐波抑制系统的方法，包括：谐波抑制系统；所述的谐波抑制系统包括：18脉波整流变压器，3个三相二极管不控整流桥，3个高频变压器，3个直流电感，3组电压型单相逆变电路，电压传感器A、电压传感器B、电压传感器C、电压传感器D、电流传感器E，控制电路和驱动电路；18脉波整流变压器输入端接电网，18脉波整流变压器的3组输出端分别与3个三相二极管不控整流桥输入端相连，3个三相二极管不控整流桥的输出端并联接负载，3个直流电感分别连接在三相二极管不控整流桥的输出端；电压型单相逆变电路直流侧与系统负载并联，输出端通过高频变压器耦合到主电路上；电压传感器A、电压传感器B和电压传感器C分别采样3个三相二极管整流桥的输出电压，电压传感器D和电流传感器E采样系统负载侧电压和电流，电压传感器A、电压传感器B、电压传感器C、电压传感器D和电流传感器E采样的结果输入到控制电路输入端，控制电路输出端与驱动电路的输入端相连，驱动电路输出PWM脉冲给单相逆变电路的开关器件；其特征是：谐波抑制方法：利用辅助电路电压型单相逆变器，输出产生交流方波电压，通过变压器耦合到主电路直流电感上，使得整流桥输出电流线性变化，改善整流桥输出电流波形，抑制整流变压器网侧电流谐波；18脉波整流系统直流侧谐波抑制技术包括以下步骤：(1)交流分量ΔU的获取：以第一组整流桥为例，二极管整流桥输出电压Urec1为6波头的直流电压，因此其交流分量ΔU＝Urec1‑Uo，式中Uo为整流桥输出直流电压值；(2)交流方波电压ui的获取：为了保证二极管输出电流线性上升和下降，且三相二极管整流电路能均分负载电流，以第一组整流桥为例，当0＜ωt＜30°时，方波电压ui的幅值US＝‑L1direc1/dt，为了消除二极管整流桥的换相滞后和均分负载电流，必须在ωt＝30°的时候迫使irec1为0，式中irec1为整流桥输出电流值；且irec1的平均值为则：US=6ωL123IL/π=8fL1IL]]>其中f为50Hz，L1为REC1直流侧电感，IL为负载电流；所述的REC1为二极管不控整流桥；(3)辅助电路调制波的获取：将主电路交流分量ΔU*与交流方波电压相加作为调制波，即(4)辅助电路输出电压U1的获取：辅助电路开关器件驱动信号为辅助电路调制波与高频载波相比较得到，辅助电路直流侧与主电路负载侧并联，得到输出电压U1＝ΔU+ui；(5)整流变压器网侧A相电流Ia的获取：根据18脉波整流系统的原理得出3个二极管整流桥输出电流波形相位上相差20°，经过计算，计算出整流变压器网侧A相电流Ia的表达式如下，Ia=Σn=1∞{32ILsin118ππ2n2sinnπ2[2cos718nπ-3cos418nπ+4cos118nπ-3cos218nπ+2cos518nπ)·2cos118π·13-cos418nπ+2cos118nπ-2cos218nπ+2cos518nπ-cos818nπ)]+16ILn2π2sinnπ2(2cos16nπ-cos13nπ-1)}]]>抑制了网侧谐波，式中n为基波频率的整数倍。