论文摘要
大功率整流电路在电机调速、电化学加工和可再生能源变换等工业系统中得到了广泛应用,但其非线性和时变性特性给电网带来了大量的谐波。多脉波整流技术是解决大功率整流电路谐波污染的有效措施。为进一步提高多脉波整流电路的谐波抑制能力,本文在常规12脉波整流电路的基础上,结合其直流侧谐波抑制技术,研究了一种应用于非隔离场合的基于有源平衡电抗器的低谐波12脉波整流系统。为了分析直流侧环流抑制输入电流谐波的机理,通过开关函数法,研究了系统输入电流、输出电流以及直流侧环流的数学关系,明确了电流谐波得到最大程度抑制时,三角波环流需要满足的幅值和相位条件;对系统的输出电压特性以及电路中主要部分的容量进行了详细分析,并与常规12脉波整流电路进行了对比,明确了该系统的特点。深入研究了该系统对工业中应用最为广泛的LR型和LCR型等效负载的适应性,分析了各类型负载条件下,输出电流纹波对输入电流谐波的影响,得出了输入电流THD值与负载参数的关系曲线;为了保证系统对于LCR型负载依然具有较好的谐波抑制效果,给出了一种LC滤波电路的参数设计方法,为系统的应用提供了一定的理论基础。直流侧环流需要通过有源平衡电抗器副边辅助电路的电流调制产生,本文通过分析辅助电路的能量流动方向及其需要满足的条件,提出了一种采用单相桥式PWM整流电路和DC/DC变换电路组成的两级电路作为辅助电路的方法,该方法能够使所研究的整流系统具有更强的通用性和适应能力。对由PWM整流器和Boost型变换器组成的两级电路作为辅助电路的整流系统进行了具体的设计,并基于此研制了一台额定功率为6.4kW的实验系统;为了验证系统所能达到的显著的谐波抑制效果以及关于系统特性的理论研究,对实验结果进行了详细的分析。基于有源平衡电抗器的12脉波整流系统具有非常显著的输入电流谐波抑制效果,附加辅助电路不消耗额外功率且容量非常小,本文对系统的理论研究和实验分析表明了系统在大功率整流场合具有一定的应用价值。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景及研究的目的和意义1.2 多脉波整流技术1.2.1 多脉波整流技术的概念及特点1.2.2 多脉波整流技术研究概况1.3 多脉波整流系统直流侧谐波抑制技术1.3.1 直流侧谐波抑制技术特点1.3.2 直流侧谐波抑制技术研究现状1.4 本文主要研究内容第2章 基于AIPR的12 脉波整流系统谐波抑制特性2.1 引言2.2 12 脉波整流电路及其直流侧谐波抑制技术2.2.1 基于自耦变压器的常规12 脉波整流电路2.2.2 基于直流侧谐波抑制技术的12 脉波整流电路2.3 基于AIPR的12 脉波整流系统电流特性分析2.3.1 系统交直流侧电流关系分析2.3.2 系统电流特性及环流抑制输入电流谐波原理2.3.3 环流幅值和相位特性对输入电流影响2.4 基于AIPR的12 脉波整流系统输出电压分析输入侧2.5 辅助电路输入特性及其能量流动方向2.6 系统输入电流和输出电压仿真验证2.7 本章小结第3章 系统容量分析及负载适应性研究3.1 引言3.2 辅助电路及磁性器件容量分析3.2.1 辅助电路容量分析3.2.2 AIPR容量分析3.2.3 ZSBT容量分析3.2.4 自耦变压器容量分析3.3 与常规12 脉波整流系统对比3.4 系统负载适应特性研究3.4.1 LR型负载适应性研究3.4.2 CR型负载适应性研究3.4.3 LCR型负载适应性研究3.5 系统负载适应特性仿真验证3.6 本章小结第4章 基于AIPR的12 脉波整流系统电路设计4.1 引言4.2 辅助电路选型4.2.1 单级结构PWM整流电路4.2.2 两级结构PWM整流电路4.3 基于AIPR的12 脉波整流系统电路结构设计4.3.1 系统电路结构设计及分析4.3.2 辅助电路控制系统结构分析4.4 辅助电路设计4.4.1 前级PWM整流电路设计4.4.2 后级Boost电路设计4.5 本章小结第5章 实验系统研究5.1 引言5.2 实验系统及其主要参数5.3 系统电流电压特性实验结果分析5.3.1 控制电路实验结果分析5.3.2 系统电流实验结果分析5.3.3 系统电压实验结果分析5.3.4 辅助电路及磁性器件容量分析5.3.5 环流特性改变对电流谐波的影响5.4 系统负载适应特性实验结果分析5.4.1 负载功率变化对输入电流影响5.4.2 负载功率突变时系统电流特性5.4.3 LCR型负载输入电流实验结果5.5 实验总结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果致谢
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标签：谐波论文; 脉波整流系统论文; 有源平衡电抗器论文; 负载适应性论文;
