基于自耦变压器的18脉波整流器的研究及应用

摘要

在现代电力电子技术应用中，整流装置的非线性特性会使网侧输入电流发生畸变，产生谐波电流注入电网，给电网带来污染，对电气设备造成危害。在大功率应用场合，这种危害尤其严重。改善整流装置的输入电流波形，是现阶段减少谐波污染最有效的办法。
　　 在雷达系统中普遍使用的开关电源，基本采用二极管整流的不控整流电路对前端输入进行整流，这种不控整流电路具有显著的非线性特性。由于雷达中直接接入系统电网的开关电源非常多，如不采取有效措施，网侧输入电流严重畸变产生的谐波污染，会造成电气设备安全隐患、电磁兼容性严重下降等危害。
　　 国家军用标准规定飞机交流用电设备总谐波电流的方均根值不超过基波电流有效值的10％。在中小功率应用场合，我们通过采取PFC措施就能够有效的解决谐波污染问题，但随着功率量级增大，不控整流装置产生谐波的问题将更加严重，PFC技术已经无法满足系统需求。
　　 多脉波整流技术是利用变压器绕组的电气联接方法实现相移，提高整流装置的脉波数。通过使用该项技术，增加整流装置的脉波数来消除或抑制输入电流中的特定次数的谐波干扰，从而减小电网中的谐波污染，进而提高供电质量，满足系统需求。
　　 论文从移相变压器的设计原理出发，介绍了多种多脉波整流器的实现方法，针对雷达系统需求，结合工程项目，对选用18脉波自耦变压器的对比分析与具体设计做出了详细论述。通过在雷达系统中的应用与验证，该整流装置在严苛的环境下工作状态稳定，能满足雷达系统对提升功率因数、降低总谐波畸变率、提高电源波形质量的需求，达到了设计目的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究多脉波整流技术的背景和意义

1．1．1 电力电子相关技术领域的发展历程

1．1．2 谐波问题的产生与谐波污染的危害

1．2 本课题关注内容的研究现状

1．2．1 目前已有的对谐波进行抑制的措施

1．2．2 多脉波整流方式原理剖析与研究现状

1．3 本文主要研究内容介绍

2 多脉波整流技术和相关指标介绍

2．1 概况

2．2 变压器技术的概述

2．2．1 变压器基本技术简介

2．2．2 变压器移相方式的定性与定量分析

2．3 整流电路的性能指标概述

2．3．1 PF(输入功率因数)和THD(总谐波畸变)简介

2．3．2 三相功率因数PF和脉动系数S

2．4 本章小结

3 基于自耦型变压器的整流技术原理分析

3．1 传统型12脉波整流方式

3．1．1 △—Y／△联结

3．1．2 延边△联接

3．2 基于自耦型变压器实现的12脉波整流方式

3．2．1 差接△12脉波自耦变压整流技术

3．2．2 多边形12脉波自耦变压整流技术

3．3 基于自耦型变压器实现的18脉波整流方式

3．3．1 差接△18脉波自耦变压整流技术

3．3．2 多边形18脉波自耦变压整流技术

4 工程实践

4．1 项目一

4．1．1 方案的选择

4．1．2 推出18脉波自耦变压器整流方案的目的

4．1．3 自耦变压器的磁芯选取和绕组设置

4．1．4 产品应用的特定环境

4．1．5 整流器指标的引入

4．1．6 三维建模效果

4．1．7 两种方案实测性能的比较

4．2 项目二

4．2．1 18脉波整流方案原理图

4．2．2 自耦变压器的磁芯选取和绕组设置

4．2．3 产品应用的特定环境

4．2．4 三维建模效果

4．2．5 两种方案实测性能比较

5 结论

致谢

参考文献