基于直流侧混合谐波抑制方法的串联型多脉波整流技术研究

基本信息
批准号:51777042
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:孟凡刚
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:蔡春伟,高蕾,李渊,刘鹏宇,徐晓娜,徐可
关键词:
适应性混合谐波抑制方法串联型多脉波整流技术谐波注入技术
结项摘要

The traditional parallel-connected multi-pulse rectifier (MPR) may have difficulty in balancing the power quality and current equilibrium at the AC side and DC side simultaneously when using the passive and active harmonic suppression method independently at the DC side. Therefore, on the basis of the previous studies, a hybrid harmonic suppression method at the DC side that can improve the comprehensive performance for series MPR is proposed in this paper. By describing the relationship between the AC side and DC side of the series MPR, the mechanism of hybrid harmonic suppression method at the DC side is studied. The optimal performance of the circulation with zero harmonic input current is presented. The realization of the hybrid harmonic suppression method at the DC side and the circulation distribution ratio of the passive and active inter-phase reactor (IPR) are also studied to prove they effect on power quality at the AC side and DC side. In this paper, the adaptability of the hybrid harmonic suppression method at the DC side is studied and a control strategy which combining input voltage feedforward and output voltage feedback is proposed to open a new technique way for extending application. The above studies, based on the current equilibrium, have advantages of the improved power quality on high power rectifier at the AC side and DC side and the reduced cost of increasing pulse number, which have important significance in theoretical and practical value of the MPR.

传统并联型多脉波整流器单独使用直流侧无源或有源谐波抑制方法,难以同时兼顾交、直流侧的电能质量和电流平衡性。为此,申请人在前期研究的基础上,针对串联型多脉波整流器,提出了提升其综合性能的直流侧混合谐波抑制方法。从描述串联型多脉波整流器交、直流侧的电量关系入手,研究直流侧混合谐波抑制方法的作用机理,确定输入电流零谐波时环流的最优表现形式;研究直流侧混合谐波抑制方法的实现形式、无源和有源平衡电抗器的环流分配比例,证实其对交、直流侧电能质量的作用效能;研究直流侧混合谐波抑制方法对外界工况变化的适应性,提出输入电压前馈与负载电压反馈相结合的控制策略,为扩展应用范围开辟新的技术途径。上述研究在考虑电流平衡性的前提下,从整体上提高了大功率整流器交、直流侧的电能质量,减少了增加脉波数的代价,这对提升多脉波整流器的理论研究和实际应用价值具有重要意义。

项目摘要

传统并联型多脉波整流器单独使用直流侧无源或有源谐波抑制方法,难以同时兼顾交、直流侧的电能质量和电流平衡性。为此,申请人在前期研究的基础上,针对串联型多脉波整流器,提出了提升其综合性能的直流侧混合谐波抑制方法。分别研究了直流侧无源和混合谐波抑制方法对串联型多脉波整流器的作用机理,确定了无源和混合谐波注入变压器的最优匝比。研究了大电容滤波条件下负载参数改变对谐波抑制性能的影响,在电阻负载和阻感负载条件下,分析了整流器正常工作的充要条件,给出了输出电容的选取方法。相关研究结果表明,使用直流侧无源谐波抑制方法后,与串联型12脉波整流器相比,输入功率因数由97.43%提高到98.94%,隔离变压器输入电压THD值由9.74%降至3.34%,输入电流THD值由7.62%降至2.65%,整流器的谐波抑制效果显著;注入变压器容量仅占负载功率的2.3%,谐波抑制代价较小。使用直流侧混合电压谐波注入方法后,与串联型12脉波整流器相比,输入功率因数由97.43%提高到99.16%,隔离变压器输入电压THD值由9.74%降至3.19%,输入电流THD值由7.62%降至2%,整流器交、直流侧的电能质量均显著提高;注入变压器容量仅占负载功率的2.4%,谐波抑制代价较小。.相关研究结果共发表论文27篇,其中有8篇论文发表于IEEE Transactions on Power Electronics 和IEEE Transactions on Industrial Electronics;参加国际/国内会议7次;申请发明专利7项,其中授权2项;出版专著1部;培养硕士/博士研究生8人,其中6人已毕业。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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