收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

使用自耦变压器的高功率密度大电流整流器研究

刘鹏宇  
【摘要】:大电流整流器广泛应用于金属冶炼、电泳电解、船舶动力系统等工业领域,对促进社会经济发展起到了至关重要的作用,因此受到众多学者的关注。大电流整流器的性能评价指标主要包括整流器的功率密度、能量转换效率、交直流侧的电能质量等三个方面。综合考虑上述性能指标,本文提出一种将自耦变压器和双三相半波整流电路相结合的新型大电流整流器。为提高大电流整流器功率密度,降低系统体积和成本,提出一种针对移相变压器绕组结构的优化设计方法。以减小输出电压脉动为目标,确定了移相变压器的移相角度;通过引入位置系数,分析变压器相量图,得到了不同位置系数下移相变压器的绕组结构;利用基尔霍夫定律,分析变压器绕组端电压与电流,并求取不同位置系数时的变压器容量,得到了位置系数与变压器等效容量(kVA,kilovoltampere)的关系曲线。根据该关系曲线可知,当位置系数k1等于零时,移相变压器等效容量最小,为负载功率的95.03%;绕组结构最为简单,每根芯柱仅含三个绕组。为分析扰动对整流器负载电压和输入电流的影响,建立了一种基于双傅立叶级数的整流器频域模型。在整流器的输入电压中引入正序扰动或负序扰动,应用双傅立叶级数对开关函数进行傅立叶级数分析,得到了包含扰动分量的开关函数;应用该开关函数模型,建立了大电流整流器的频域模型。理论分析与仿真结果表明,与不考虑扰动的传统开关函数相比,考虑扰动的开关函数模型能更准确描述整流器件的真实开关状态,可用于准确描述扰动对整流器输入电流谐波和负载电压纹波的影响。为降低平衡电抗器对大电流整流器体积的影响,提出了平衡电抗器(IPR,inter-phase reactor)临界电感值的一种优化设计方法。通过分析平衡电抗器的励磁电流,得到了使整流器正常工作时的平衡电抗器电感理论最小值;在此基础上,利用图表法得到了输入电流谐波总畸变率(THD,total harmonic distortion)与平衡电抗器电感的关系曲线,并从输入电流THD值最小角度出发,得到了适用于大电流整流器拓扑的平衡电抗器临界电感值。仿真结果表明,该优化设计方法在保证整流器输入侧电能质量的同时,有效降低了平衡电抗器的电感值。为抑制大电流整流器的输入电流谐波,提出了一种使用有源平衡电抗器的直流侧谐波抑制方法。借助开关函数法,对整流器输入电流与负载电压进行了分析;建立了大电流整流器交、直流侧电流的定量关系,确定了输入电流谐波含量为零时所对应的环流波形,并给出了可实现的环流形式;设计了单相全桥PWM整流电路,并将其与平衡电抗器相结合,实现谐波能量的回收利用。实验结果表明,使用有源平衡电抗器后,大电流整流器的输入电流THD值由27.01%降到了3.73%,整流器的谐波抑制性能得到显著提升。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 曹孟祥;自耦变压器保护特点分析[J];西北电力技术;2000年06期
2 陈立琴;自耦变压器烧毁原因分析[J];中国设备工程;2002年02期
3 邹菁;黄旭峰;;自耦变压器及其模型实现[J];科技信息;2009年09期
4 徐宁;王之伟;黄俊辉;;自耦变压器推广应用的技术经济分析[J];中国电力;2010年07期
5 刘正;;自耦变压器简介[J];科技视界;2012年20期
6 Ю.Б.鲍罗杜林;戴自强;;巨型自耦变压器的应用及其通用化[J];变压器;1964年06期
7 田村良平;管寿郎;浦迈俊;;电力自耦变压器[J];变压器;1966年04期
8 范思纯;;苏联10~500千伏级变压器和自耦变压器技术性能资料[J];变压器;1973年03期
9 杜佐华;;115千瓦电机减压起动铝线自耦变压器的计算[J];变压器;1976年06期
10 石允初;;低压出头在线圈中部引出的小型自耦变压器短路电压的计算[J];变压器;1977年02期
11 杜恩田;;330千伏自耦变压器的损坏原因[J];变压器;1978年02期
12 王尔柏;;巧用自耦变压器[J];电气时代;1984年04期
13 ;广泛采用电力自耦变压器[J];电力技术;1959年10期
14 M.Д.扎勒什金,苏弘德;电力自耦变压器在动力系统中的应用[J];水利水电技术;1960年04期
15 李文海;周重芝;;OSFPSZ-360000/500三相自耦变压器试制成功[J];变压器;1985年07期
16 马卫平;;日本500千伏自耦变压器结构介绍与分析[J];吉林电力技术;1985年06期
17 朱仁益;;双卷变压器改成自耦变压器[J];电工技术;1988年10期
18 上官文信;单相自耦变压器的妙用[J];电测与仪表;1988年03期
19 袁本社;;用一个自耦变压器线包启动数台电机[J];纸和造纸;1988年02期
20 梁正;;简单的高效率自耦变压器[J];电气时代;1989年08期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 庄燕飞;袁海燕;肖登明;井巍;张金岗;;500kV自耦变压器出厂试验异常的分析[A];山东电机工程学会第十二届优秀论文汇编[C];2011年
2 刘宝林;;基于MATLAB的500kV自耦变压器建模及仿真分析[A];2011年云南电力技术论坛论文集(入选部分)[C];2011年
3 朱国荣;康勇;段善旭;李勋;余蜜;罗雪肖;;12脉波整流器用的新型自耦变压器机理分析[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 曹晓冬;大功率三电平PWM整流器模型预测控制方法[D];中国矿业大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王鹏超;基于电流重构技术的PWM整流器研究[D];河南理工大学;2016年
2 刘尚宝;大型有载调压自耦变压器的研发[D];浙江工业大学;2015年
3 黄博文;卷铁心自耦变压器设计[D];西南交通大学;2016年
4 柴孟东;大容量单相自耦变压器漏磁控制技术研究[D];山东大学;2016年
5 邱浩;基于之字形移相自耦变压器的多脉波整流系统的研究[D];兰州交通大学;2016年
6 杨杨;基于磁场和温度场分析的自耦变压器容量优化研究[D];西南交通大学;2017年
7 马振兴;超高压自耦变压器的主绝缘电场分析[D];沈阳工业大学;2012年
8 陈延刚;OSFSZ-150000/220自耦变压器的研制[D];山东大学;2009年
9 赵亮亮;电力系统电磁暂态数字仿真中自耦变压器模型的研究[D];天津大学;2004年
10 龙光;ODFS-334000/500自耦变压器高场强区域的电场计算[D];华北电力大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 俞慧友 姚春妮 邓玉奇;世界首台750kV自耦变压器出厂[N];中国联合商报;2013年
2 肖锋;衡变研制750千伏自耦变压器[N];国家电网报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978