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低谐波、三相整流电路适用电流注入和被动性仿真程序

摘要：本文提出新的三相二极管整流桥，应用电流注入技术的输入电流的低谐波失真的致危。整流器适用与 3.57%的整流器额定功率伏安评级组成的四个二极管和一个变压器新型无源电阻仿真器。对变压器匝数比进行优化以尽量减少输入电流总谐波失真 (THD)。结果表明，用最优的轮流输入电流总谐波失真率等于 3.72%。分析了负载电流的输入电流总谐波失真的依赖，和它所示，在低负荷电流整流经营 7.79%的总谐波失真与不连续导通模式。在 2 千瓦整流器，指示输入电流总谐波失真低于 8%提供宽范围的应用电路设计简单的负载电流变化上实验验证分析结果。

关键词：交流-直流电源：转换、转换器、谐波失真、谐波转换、电能质量、整流器。

一 导言

三次谐波电流注入是一种方法以减少三相二极管桥式整流器的输入电流的谐波含量。简单的 circuits 提出了[1]和[2]出现之后，最受欢迎的方法。详细的理论分析的方法是[3] 中给出了显示部分的输入功率有电流注入网络应采取改善输入电流总谐波失真。这种力量可以消耗在电阻，一样在 [1] 中显式或还原应用电阻仿真技术。[3]的另一个结果是比较电路的建议[1] 和[2]，表明该电路[1]提供较低输入电流总谐波失真值比[2]中所设计的电路，由于市盈率第六行频率，二极管桥输出端子之间流动的谐波成分。[2]中提出的电路，此谐波含量则明显较高，导致较高的 THD 值。另一方面，[2]中所设计的电路需要只有一个电感，与 [1] 中所设计的电路，这就需要两个无极职权范围。要克服的问题在第六次倍数的线频率，在当前的注射网络变压器中的应用 1:1 的谐波成分，完全删除 [4] 提出在第六次倍数的线频率的谐波成分。只有 0.16%的整流器额定功率，并介绍了变压器伏安额定输入电流总谐波失真大大减少，除了它允许当前的注射网络应用只有一个电感器的设计。[4] 的方法被应用在 [5]，在那里采取的电流注入网络的功率恢复集中。[5] 的结果是为自我调整负载电流提供一个无源电阻模拟器当前注射网络。[5] 中所设计的电路患复杂性，因为当前的注射网络是系统采用了四阶，并且它必须满足两个共振约束。当前的注射网络所采取的电源由压痕输出电压恢复在整流输出。这就要求在巨大的输出电流要添加与负载串联的电路。

本文讨论了另一种方法来恢复当前的注射网络所采取的权力。[4]，提出了当前注水网络的应用，但与 [5]，电源电流注入网络所采取的恢复在整流输出通过增加输出电流。这将导致较低额定电流的应用的半导体元件，和更重要的是，当前的注射网络是二阶，和只有一个共振约束必须要满意。虽然对负载电流变化的自我调节并不像简单如 [5]，实验得到更好的结果。

二 整流器拓扑

在图 1 中，提出了本文提出的整流器。它由三相二极管桥 （二极管 D1 至 d6 级，二极管不正在根据其传导se序标记），当前的注射装置之字形的自耦变压器、 当前的注射网络 （包括两个电容、 电感和 1:1 变压器），以及消极抵抗仿真器 （变压器和二极管 DR1 到 DR4） 来实现。电阻模型在当前注射网络与当前的注射装置的损失。拟议中 [4]，但阻力模拟器是完全不同的一 [5] 中提出，当前的注射网络都是相同的。主变压器，用来调整电压电平的注入电流流过。变压器二次连接到交流侧的单相二极管桥，由当前的原内廷从转化。这一潮流后被纠正，, 被添加到输出电流。以这种方式，电源电流注入网络所采取的被恢复在整流输出。

图1整流器

三.操作整流器

图 1 所示的整流器有别于提出 [4] 中电阻仿真程

序部分中的整流器。其功能是恢复当前的注射网络所采

取的权力。图 2 介绍了有关描述操作的抵抗 em 火电

波形。抵抗仿真器提供了一个链接之间注入电流，呈现

在图 2 （a） 和整流输出电压，其波形图 2 （b） 提

出了。由于电阻仿真器二极管桥 （到 DR4 二极管 DR1）

是电流型，各国的二极管由的方向，这样 DR1 DR4 进

行时是积极的虽然 DR2、 DR3 进行时为负。这会导致在

跨前小学、 电压波形图 2 （c） 所示。电源恢复在整

流输出的电流，提出了一种在图 2 （d）。这个电流包

含谱线频率的第六届市盈率和它修改当前加载的三相二 图 2。波形的整流电压和电流

极管桥。

应用 [5] 在相同的命名法，谱分量的线频率的三倍，是相同的等于

（1）

为给定的 (4) 及 (5) [5]。假设是电流注入

（2）

因为在三线卡易，所得应用图 2 （c），波形的傅里叶分析的光谱成分是

（3）

和当前的注水网络无功元件的共振调优的三线频率，即， 利用 [3] 的等效电路的方法，我们得到

（4）

图 3 波形的输入电流为 n = 10，k = 30 = (7)。

因此

（5）

而且，在理想的情况下，给出了抗疲劳性仿真器变压器的匝数比。这种变压器的伏安评级计算截至的输入功率。二极管 DR1 到 DR4 受到阻断电压等于最大瞬时值的输出电压，1.73，在主要的三相二极管桥二极管相同，最大限度。每个这些二极管的平均电流等于一个一半的平均价值，提出了一种在图 2 （d），和等于 4.34%。这是显著低于额定电流的三相桥式二极管。以这种方式，应用一个小型变压器和四个现代化偷袭大小二极管，电阻仿真实现没有为高频开关的要求。注入电流的幅值影响的输入电流总谐波失真。指定由 (2) 的输入电流波形的、 作为苏明恒定的输出电流的分析，可以忽略不计损失 （，） 和注入电流波形的幅值的输入电流总谐波失真的依赖为得到电流注入

（6）

归一化的振幅的电流注入，作为取消罚款 (2) 在哪里。这一结果是微不足道地依赖于在感兴趣的领域。为达到最小的总谐波失真的值

（7）

相比 1.5 获得 [3]，并在 THD 值的结果

（8）

比较 [3] 中的 5.12%。这些结果是不同的 [3]，因为当前改变波形的二极管桥负载电流，现在，进而影响到的输入的电流。这种技术是利用 [6] 中完全删除输入电流谐波进行相似。在图 3 中，提出了一种获得输入电流波形的最优值。

图 4 实验方法研究了波形的输入的电压和输入电流在第一阶段。

电流注入的最优振幅可以获得精确的调整电阻仿真器的匝数比变压器安装 (5)，但这可以提供最佳的电流注入为只有一个值的输出电流。在低负荷下，注入电流幅值受限制 discontin 纬纱传导的二极管桥 [7]，而在高输出电流注入电流幅值将依赖于负载电流，由 (4)。因此，它是的重要命脉整流器适用性分析输入电流总谐波失真依赖输出电流中的次优的模式。

不连续导电模式的二极管桥 oc-小人当二极管桥负载电流和达到零 [7]。从这些条件和假设 (2) 给出的注入电流波形，不连续导通模式注入电流的幅值被获得作为导致为和。这给出了 THD 值

（9）

在不适用电阻仿真程序的情况下，解散连续导通模式发生在造成输入电流总谐波失真的 10.43%[7]。这里应该指出，(9) 近似假设高过滤当前注射网络和可以忽略不计的损失，造成的 (2) 给出的波形。然而，仿真和原煤经验证明这些近似。

四 实验结果

为了验证理论预测，实验心理的整流器的额定功

率2 千瓦建成应用mH 和 f.操作与整流器输入的电压

幅值 V 和输出电流达 10 A.固定根据变压器的匝数比

1. (5) 和 (7)，它被选为，为了提供最佳电流注入
2. 法在 A;的当前的喷射系统的寄生电阻测量作为。
3. 波形的输入电流和输入的电压在第一阶段录得 A
4. ，介绍了在图 4 中。这种情况对应于整流操作接
5. 近最优的电流注入法。测量输入电流总谐波失真是
6. 4.48%， 而电压波形总谐波失真是 3.59%。提供
7. 进一步的分析比较和原煤结果，提出了一种在图 2
8. 中的波形录。

实验用整流器最优目前注射的情况下，即，和记录

的波形在阐在图 5 中理论波形图 2 相同的形注入微污 图 5。通过试验记录波形的

染可能是 ob 送达。这种效应被忽视在分析由 (2) 假设。 整流电压和电流，n = 17:6

波形的输出电压，提出了一种在图 5 (b），即将分析预

测。轻微的 discrep进水是由二极管桥和扭曲的输入电

压整流效应引起的。但是，在抵抗仿真器变压器 pri-玛丽，提出了一种在图 5(c) 上的电压波形公开明显低于河川比相应波形图 2 （c），虽然波形形状匹配理论的期望。这种差异是由变压器匝数比，增加到要赔偿损失，在当前的注水系统引起的。（比较的无损案的地方，用来生成的波形图 2）。同样的情况适用于电阻仿真程序输出电流图提出了图 5 （d）。

图 6。输入电流总谐波失真对输出电流的依赖: (a) 与抵抗仿真器;（b） 在不耐仿真器。

在图 6 中，曲线 (a)，提出了一种输入电流总谐波失真对输出电流的依赖。输出电流低于 5.5，整流器的运作在不连续导通模式。在输出中当前范围是从 1 A 到 5.5 A，(9) 被证明是一个好的估计的输入电流总谐波失真。对输出电流以上 5.5 A，整流器经营中注入电流幅值 A，不再取决于输出电流连续导通模式。

分析由电阻仿真器带来的影响，同一整流与仿真器前因素阻力测定着火的输入电流总谐波失真对输出电流。这些结果由图 6 (b) 曲线。曲线表明 im 证明有阻力模拟器的应用程序输入电流总谐波失真宽范围的输出电流。

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