【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)構(gòu)都不相同，不利于移相變壓器的生產(chǎn)。而雙18脈波整流器利用兩個18脈波整流器的并聯(lián)同樣能夠達(dá)到36脈波的諧波消除效果，在結(jié)構(gòu)上相對于36脈波整流器具有優(yōu)越性，由于PST2的與PST1的三個副邊線電壓對應(yīng)存在角度的相移，因此只要改變PST2的初級繞組結(jié)構(gòu)，使其相對于PST1的原邊輸入電壓存在角度的相移即可，可保證兩個移相變壓器的次級繞組結(jié)構(gòu)相同，這就相當(dāng)于減少了次級繞組的數(shù)目，使得移相變壓器的生產(chǎn)大大簡化，也在更大程度上降低了兩個移相變壓器的移向角度的誤差，同時保證了變壓器漏感的均衡。兩個18脈波整流器共有6個直流電壓輸出，每個直流電壓均可為逆變橋單元供電，用于中壓傳動系統(tǒng)中。 諧波消除原理分析，該移相變壓器的原邊為△連接，副邊為延邊△連接，其移相角度為： (215) 由閥側(cè)繞組延邊移相變壓器供電的6脈波整流器，假定移相變壓器原副邊電壓比為，對于三相對稱系統(tǒng)，線電流的諧波成分中不含偶次和3的倍數(shù)次諧波。,。為了實(shí)現(xiàn)角度的移向，匝比關(guān)系應(yīng)該滿足： (216)假定副邊線電流為： (217)其中，為第次的諧波幅值，為電網(wǎng)角頻率，為移向變壓器移相角度， (218)這些副邊線電流都對應(yīng)通過次級繞組的延邊線圈部分（N2）。如圖所示，通過次級繞組△形連接部分線圈的電流為，和。所有的這六個電流量都按照匝比的反比這樣一個比例折算到原邊，因此，對應(yīng)的原邊線電流為：以A相為例，其原邊線電流為： (219)將式(218)代入式(219)中得： (220)將式(216)和(217)代入式(220)中，可以得出，移相變壓器副邊線電流折算到原邊線電流: (221)其中，為第次的諧波幅值，為電網(wǎng)角頻率，為移相角度?？梢宰C明，在任何移相角度下（221）式均成立。可以得出這樣的結(jié)論，移相變壓器二次側(cè)諧波電流折算到一次側(cè)后電流之間的相角關(guān)系如下： (222)式（222）中，和分別為次諧波電流與的相角[34]。由式（222）可得，若雙18脈波整流器的移相變壓器的某一副邊線電流為： （223）而另一副邊相對于該副邊移相角，那么這一副邊的線電流為： （224）將折算到原邊，折算后的電流為： （225）為移相變壓器原副邊電壓比，從式（225）可得：如果副邊的移相角為，則副邊諧波電流折算到原邊，正序諧波電流移相角度，負(fù)序諧波電流移相角度；原邊線電流幅值為副邊線電流幅值的。 用上述結(jié)果來探討18脈波整流器的移相變壓器：PST1的三個副邊移相角度分別為和；PST2的三個副邊移相角度分別為和。：：方式1：在移相變壓器內(nèi)直接消除，即不管取什么值該次諧波都能抵消掉，如表1中的5，7，11，13，25...次諧波。方式2:在取特定角度時該次諧波才能消除，19，35，37...次諧波。當(dāng)=或時，能消除第17，19，53，55...次諧波；而第35，37...次諧波在=或者時能夠被消除，而此時17，19...次諧波卻不能相互抵消，所以這樣做并沒有什么實(shí)際意義。 各副邊電流折算到原邊后各諧波電流的移相角度當(dāng)=時，雙18脈波整流器網(wǎng)側(cè)諧波電流最低為35次。而此時由于兩個移相變壓器的原邊分別采用和△結(jié)構(gòu)已經(jīng)存在有30176。的移相，因此兩個移相變壓器的副邊保持結(jié)構(gòu)相同便能滿足要求，這樣能夠平衡副邊各繞組漏抗，同時也方便了移相變壓器的生產(chǎn)。對于雙18脈波整流器諧波電流的消除分析，要考慮到以下的兩種情況：（1）理想的18脈波移相變壓器。理想意味著移相角度和變壓比誤差可以忽略，次級繞組漏感平衡。，同36脈波整流器的諧波消除效果是一樣的。（2）非理想的18脈波移相變壓器，即移相角度和變壓比誤差很大，次級繞組漏感不均衡。毫無疑問網(wǎng)側(cè)電流中會出現(xiàn)某些低次諧波電流，取決于這種非理想的情況有多嚴(yán)重。 本章小結(jié) 本章介紹了諧波的產(chǎn)生和危害，指出采用移相多重化整流技術(shù)的多脈波整流器可以達(dá)到消除網(wǎng)側(cè)諧波電流的功效。簡要介紹了整流移相變壓器的移相方式，和各種方式下的多重化整流結(jié)構(gòu)，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。通過對12脈波整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的探討，進(jìn)而分析了36脈波整流器和雙18脈波整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它們都能達(dá)到36脈波的諧波消除效果，但是雙18脈波整流器在結(jié)構(gòu)上具有優(yōu)越性，主要是通過減少結(jié)構(gòu)相同次級繞組的數(shù)目方便了移向變壓器的生產(chǎn)。在理論上分析了雙18脈波整流器消除諧波的原理，為本文后面章節(jié)的仿真分析提供了理論依據(jù)電力電子多重化技術(shù)是指在大功率電力電子電路中，采用若干個相同結(jié)構(gòu)的電路拓?fù)浣?jīng)過移相處理后進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)連接，組成輸入側(cè)或輸出側(cè)等效多脈波的電路形式，有利于降低諧波、減小無功、提高電力電子裝置的電壓等級及裝置容量。在高頻工作場合，電力電子多重化技術(shù)還可以降低單元電路的工作開關(guān)頻率以提高整體電路的工作頻率，最大限度地利用全控型開關(guān)器件開關(guān)頻率與通流能力、耐壓水平的綜合效力，電力電子多重化技術(shù)是當(dāng)今高頻、大功率電力電子電路廣泛采用的技術(shù)[68~89]。包括串聯(lián)多重化和并聯(lián)多重化，串聯(lián)多重化除了降低諧波含量、提高功率因素外主要用于高電壓場合，以提高電力電子裝置的電壓等級；并聯(lián)多重化除了降低諧波、提高功率因素外主要用于大電流場合，以提高電力電子裝置的電流容量。多脈波整流器的主要特點(diǎn)是可以降低網(wǎng)側(cè)電流的諧波畸變，其主要原因在于所采用的移相變壓器，通過它可使各閥側(cè)繞組連接的6脈波整流器產(chǎn)生的低次諧波相互抵消。一般來說，多脈波整流器脈波數(shù)目越多，輸出網(wǎng)側(cè)電流的諧波畸變越小。多脈波整流器可以提高變流裝置整體電壓等級，尤其在高壓場合優(yōu)勢顯著，使電力電子器件串聯(lián)的難題得以解決。多脈波整流器還可以降低直流側(cè)電壓的諧波畸變，直流電壓更加平穩(wěn)，脈動更小、電流紋波更小。多脈波整流器還有一些其它的特點(diǎn)，如通常不需要LC濾波器或者功率因素補(bǔ)償器，這就解決了LC濾波器有可能引起的諧振問題。采用的移相變壓器，可以有效防止整流器和逆變器在電動機(jī)接線端產(chǎn)生共模電壓，該電壓會導(dǎo)致電動機(jī)定子繞組絕緣的過早損壞。多重化整流技術(shù)有以下特點(diǎn)：①器件的開關(guān)頻率是基波頻率，開關(guān)損耗小。這種頻率下，器件的通態(tài)損耗是主要損耗；②輸出功率大，運(yùn)行效率高；③在逆變場合中，控制采用PAM方式，通過調(diào)節(jié)直流側(cè)電壓幅值來實(shí)現(xiàn)輸出功率的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)差、控制不靈活；④為了減小諧波，網(wǎng)側(cè)繞組與閥側(cè)繞組需錯開一定的相位，這將影響輸出的基波迭加，造成基波損失，增大變壓器容量；⑤變壓器直接參與諧波抑制和消除工作。在整流多重化電路中，必須精心設(shè)計變壓器的變比和聯(lián)結(jié)方式，以達(dá)到消除諧波的目的。移相多重化主要有以下五種形式：①閥側(cè)串聯(lián)移相多重化；②閥側(cè)移相分離型多重化；③閥側(cè)并聯(lián)移相多重化；④網(wǎng)側(cè)移相多重化；⑤復(fù)合型多重化。延邊三角形聯(lián)結(jié)（Y形和△(a)中延邊三角形繞組匝數(shù)N2=0和N3=0的兩種特殊情況）有兩種形式，即與接法。（a）繞組接線圖（b）電壓向量圖 Y/型移相變壓器令移相變壓器變壓比為kv，輸入相電壓為VAX，輸出線電壓為Vab，則有： (38)由輸入與輸出電壓的向量關(guān)系可得： (39) (310)將式(38)代入式(39)和式(310)中有： (311) (312)移相變壓器各個繞組線圈匝數(shù)與其上的電壓成正比，可得網(wǎng)側(cè)繞組，閥側(cè)延邊三角形繞組的三角形聯(lián)結(jié)部分繞組和延邊部分繞組的匝數(shù)之比(N1:N2:N3)為：1: :。對于移相角度，可以考慮兩種極端情況。當(dāng)N2=0時，此時閥側(cè)為Y形聯(lián)結(jié)，輸入輸出電壓相位一致。當(dāng)N3=0時，閥側(cè)為△形聯(lián)結(jié)，這時。因此，Y/型移相變壓器的移相角度為0176。至30176。(a)移相變壓器供電的6脈波整流器，該移相變壓器的原邊為△連接，副邊為延邊△連接，其移相角度為： (313)假定移相變壓器原副邊電壓比為，對于三相對稱系統(tǒng)，線電流的諧波成分中不含偶次和3的倍數(shù)次諧波。,和分別為圖所示對應(yīng)線圈匝數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)角度的移相，匝比關(guān)系應(yīng)該滿足： (314)假定副邊線電流為： (315)其中，為第次的諧波幅值，為電網(wǎng)角頻率，為移相變壓器移相角度，這些副邊線電流都對應(yīng)通過次級繞組的延邊線圈部分（N2）。如圖所示，通過次級繞組△形連接部分線圈的電流為，和。所有的這六個電流量都按照匝比的反比這樣一個比例折算到原邊，因此，對應(yīng)的原邊線電流為： (316)以A相為例，其原邊線電流為： (317)將式(316)代入式(317)中得： (318)將式(314)和(315)代入式(318)中，可以得出，移相變壓器副邊線電流折算到原邊線電流： (319)其中，為第次的諧波幅值，為電網(wǎng)角頻率，為移相角度?？梢宰C明，在任何移相角度下(319)式均成立?？梢缘贸鲞@樣的結(jié)論，移相變壓器