摘 要

我国是一个石油消费大国，每年都需要进口大量的石油。其中一部分石油用于火力发电的点火阶段。而随着国际范围内石油供应日趋紧张，并且价格日益昂贵。所以节油问题已经刻不容缓。而等离子点火技术就是一种无油点火方案，不需要燃油即可点燃煤粉，达到了节油的目的。整流电源的设计是等离子点火技术的关键问题之一。首先，本文设计了一种三相不控整流拓扑结构，在整流桥输入端，利用三相三角形接法的LC滤波电路滤除整流过程中产生的谐波电流；在整流桥输出端，利用LC低通滤波电路滤除直流电压中包含的高频谐波。

其次，为了提高整流电路功率因数和降低电流谐波畸变率，本文采用三相移相电抗器对设计的不控整流电路进行改进，通过改变两相支路电流的相位角来削落高次谐波对电路的影响。

最后，本文利用MATLAB仿真软件搭建了三相不控整流仿真平台，对比分析了所提出的两套整流电路方案的性能指标。仿真结果表明，带有移相电抗器的无源PFC整流电路具有更高功率因数和更低的电流畸变率，满足工程实际的需要。

关键字：等离子点火；不控整流；无源功率因数校正

Abstract

China is a large oil consumption, every year need to import a lot of oil. Part of which is used for the ignition phase of thermal power generation. With the international supply of oil increasingly tense, and the price is increasingly expensive. So the fuel-saving problem has been urgent. The plasma ignition technology is an oil-free ignition program, it do not need fuel can ignite the coal, and achieve the purpose of saving oil. The design of the rectified power supply is one of the key issues of plasma ignition technology.

Firstly, a three-phase uncontrolled rectification topology is designed. At the input end of the rectifier bridge, the harmonic current generated in the rectification process is filtered out by LC filter circuit of three-phase triangulation. At the output end of the rectifier bridge, The low-pass filter circuit filters out the high-frequency harmonics contained in the DC voltage.

Secondly, in order to improve the power factor of the rectifier circuit and reduce the harmonic distortion of the current, this paper uses the three-phase phase-shifting reactor to improve the design of the uncontrolled rectifier circuit. By changing the phase angle of the two-phase branch current.

Finally, this paper uses MATLAB simulation software to build a three-phase uncontrolled rectification simulation platform, compared with the proposed two sets of rectifier circuit program performance indicators. The simulation results show that the passive PFC rectifier circuit with phase - shifting reactor has higher power factor and lower current distortion rate to meet the practical needs of engineering.

Key words: Plasma ignition; Uncontrolled rectifier; Passive power factor correction.

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究状况 1

1.2.2国内研究状况 2

1.3研究的基本内容及论文设计安排 4

1.3.1研究的基本内容 4

1.3.2论文的系统设计安排 4

第2章 等离子点火技术概述 5

2.1等离子点火技术 5

2.1.1等离子点火技术的点火方法 5

2.1.2等离子点火系统结构 5

2.1.3等离子发生器工作原理 6

2.1.4燃烧原理 6

2.2等离子点火技术与其他点火技术的比较 7

2.2.1微油点火 7

2.2.2传统小油枪点火 7

2.2.3预燃室点火 7

2.2.4 等离子点火技术的优点 7

2.3本章小结 8

第3章 不可控整流电路、谐波、功率因数校正概述 9

3.1不可控整流电路 9

3.1.1整流电路 9

3.1.2三相不可控整流电路工作原理 9

3.2谐波 10

3.2.1谐波的定义 10

3.2.2谐波的产生原因 11

3.2.3谐波的危害 11

3.2.4总谐波失真THD 12

3.3功率因数校正PFC 12

3.3.1功率因数PF的定义 12

3.3.2功率因数校正PFC的概念 13

3.3.3无源功率因数校正PPFC 13

3.3.4有源功率因数校正APFC 13

3.4本章小结 14

第4章 三相不控整流电源设计方案 15

4.1三相不控整流电源的系统方案设计 15

4.1.1设计方案1 15

4.1.2设计方案2 15

4.1.3两种方案的比较 16

4.2电源初级滤波电路设计 16

4.2.1 LC滤波器工作原理 16

4.2.2初级滤波电路 17

4.3基于移相电抗器的移相电路设计 18

4.3.1移相电抗器的工作原理 18

4.3.2移相角的选取 19

4.3.3移相电路 19

4.4六脉波整流电路设计 19

4.4.1多脉波整流概述 19

4.4.2六脉波整流电路 20

4.5后级平波电路设计 21

4.5.1后级平波电路 21

4.5.2电容、电感的参数选取 21

4.6本章小结 22

第5章 三相不控整流电路的MATLAB仿真 23

5.1电路的建模 23

5.2仿真结果分析 24

5.2.1方案1仿真结果 24

5.2.2方案2仿真结果 25

5.3本章小结 28

第6章 全文总结 29

6.1主要工作 29

6.2研究和展望 29

参考文献 30

致 谢 32