专利名称：双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统与方法
技术领域：
本发明涉及一种双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统与方法，属于电力电子技术领域。
背景技术：
在电解电镀等工业应用中，经常需要低压大电流的直流电源，双反星形整流系统作为一种常见的低压大电流整流系统，在这些低压大电流(例如十几伏至几十伏，几百安至几万安)场合得到了广泛应用。由于这种整流系统的非线性，会使其产生大量谐波，降低系统的功率因数，对电网产生严重的谐波污染。目前，现有技术中解决大功率双反星形整流系统谐波污染问题的主要方法是通过装设谐波补偿装置来补偿整流系统产生的谐波，例如采用各种有源、无源以及混合型滤波器来补偿整流系统产生的谐波，这种方法对于各种谐波源所产生的谐波都适用。但是在很多场合，滤波器的功率等级与整流系统的功率等级相差不大，这样不但会增加整个系统的容量和体积，同时也会增加系统损耗和成本。装设谐波补偿装置来补偿整流系统产生的谐波的方法是在谐波产生后再进行抑制，此时谐波对系统的影响已经产生。更合理的谐波抑制方法应该能够主动抑制谐波的产生，消除谐波对系统的影响，同时不增加或尽可能少的增加系统的容量和体积。
发明内容
为了解决现有的双反星形整流系统的非线性，会使其产生大量谐波和在交流侧装设谐波补偿装置使系统的体积及容量均增大的问题，提出了双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统与方法。双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统包括带副边的平衡电抗器、三倍频电流三角波逆变电路、驱动电路、信号处理及控制电路、平衡电抗器副边电流传感器、同步电路和负载回路电流传感器，带副边的平衡电抗器的原边线圈并联在双反星形整流电路的两组三相半波整流桥正极性输出端之间，带副边的平衡电抗器的原边线圈的中间抽头连接负载电源的正极性输出端，带副边的平衡电抗器的副边线圈并联在三倍频电流三角波逆变电路的交流输入侧，三倍频电流三角波逆变电路的直流侧正、负输出端分别与负载电源的正极性输出端和负载电源的负极性输出端连接，同步电路的第一信号输入端与双反星形整流系统第一副边线圈的异名端相连，同步电路的第二信号输入端与双反星形整流系统第二副边线圈的异名端相连，同步电路的第三信号输入端与双反星形整流系统第三副边线圈的异名端相连，同步电路的输出端连接信号处理及控制电路的同步基准信号输入端，负载回路电流传感器用于检测负载电源的正极性输出端带副边的平衡电抗器的原边线圈的中间抽头之间的电流，负载回路电流传感器的电流信号输出端连接信号处理及控制电路的负载回路电流信号输入端，电抗器副边电流传感器用于检测带副边的平衡电抗器的副边线圈的电流，电抗器副边电流传感器的电流信号输出端连接信号处理及控制电路的电抗器副边电流信号输入端，信号处理及控制电路的控制信号输出端连接驱动电路的控制信号输入端，驱动电路的驱动信号输出端连接三倍频电流三角波逆变电路的驱动信号输入端。采用双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统实现谐波抑制的方法为将负载连接在双反星形整流系统的负载电源的正极性输出端和双反星形整流系统的负载电源的负极性输出端之间，同步电路采集双反星变压器副边的线电压信号，经滤波及信号处理后生成基准三角波信号，此基准三角波信号输入到信号处理及控制电路中，信号处理及控制电路将接收到的基准三角波信号与负载回路电流传感器检测到的负载回路电流信号相乘生成电流参考信号，此电流参考信号与检测到的带副边的平衡电抗器的副边电流信号比较后，经信号处理及控制电路的控制器处理后，产生PWM驱动信号，并将该PWM驱动信号发送给驱动电路；驱动电路将接收到的PWM驱动信号进行功率放大后输出给三倍频电流三角波逆变电路，调节平衡电抗器的副边电流值，通过电流闭环控制使带副边的平衡电抗器的副边电流值为所述负载回路电流值的O. 5倍，即实现对双反星形整流系统的谐波抑制。本发明所述谐波谐波抑制系统通过带副边的平衡电抗器的副边提取原双反星形整流系统的谐波能量，经三倍频电流三角波逆变电路的变换在带副边的平衡电抗器的副边得到一个所需的小容量的电流源，通过该电流源来影响交流侧的电流，实现交流侧输入电流谐波在直流侧的抑制。系统结构简单，能够主动抑制双反星形整流系统交流侧输入的电流谐波，在原双反星形整流系统直流侧加入本发明所述的谐波抑制系统后，交流侧输入电流的THD由原来的30%左右降到3%左右，且本发明所述的谐波抑制系统容量仅为整流系统容量的8%左右，对原有双反星形整流系统的体积和容量不会造成大的增加。
图1为带直流侧谐波抑制系统的双反星形整流系统电路结构示意图；图2为实施方式二所述采用半桥结构的三倍频电流三角波逆变电路结构图；图3为实施方式三所述采用全桥结构的三倍频电流三角波逆变电路结构图；图4为实施方式四所述的直流侧谐波抑制方法的单极性工作过程曲线图；图5为实施方式四所述的直流侧谐波抑制方法的双极性工作过程曲线图；图6至9为三倍频电流三角波逆变电路在单极性工作状态下，与图4所示工作过程曲线图中的四个时段对应的电流回路示意图，其中图6表示O至h段的电流回路示意图；图7表示至t2段的电流回路示意图；图8表示t2至t3段的电流回路示意图；图9表示t3至t4段的电流回路示意图；图10至13为三倍频电流三角波逆变电路在双极性工作状态下，与图5所示工作过程曲线图中的四个时段对应的电流回路示意图，其中图10表示O至h段的电流回路示意图；图11表示&至t2段的电流回路示意图；图12表示t2至t3段的电流回路示意图；图13表示t3至t4段的电流回路示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统安装在原有双反星形整流系统的直流侧，所述双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统包括带副边的平衡电抗器I、三倍频电流三角波逆变电路2、驱动电路3、信号处理及控制电路4、平衡电抗器副边电流传感器5、同步电路6和负载回路电流传感器7，带副边的平衡电抗器I的原边线圈并联在双反星形整流电路的两组三相半波整流桥正极性输出端M，P之间，带副边的平衡电抗器I的原边线圈的中间抽头连接负载电源的正极性输出端P，带副边的平衡电抗器I的副边线圈并联在三倍频电流三角波逆变电路2的交流输入侧，三倍频电流三角波逆变电路2的直流侧正、负输出端分别与负载电源的正极性输出端P和负极性输出端N连接，同步电路6的第一信号输入端与双反星形整流系统第一副边线圈的异名端相连，同步电路6的第二信号输入端与双反星形整流系统第二副边线圈的异名端相连，同步电路6的第三信号输入端与双反星形整流系统第三副边线圈的异名端相连，同步电路6的输出端连接信号处理及控制电路4的同步基准信号输入端，负载回路电流传感器7用于检测负载电源的正极性输出端P与带副边的平衡电抗器I的原边线圈的中间抽头之间的电流，负载回路电流传感器7的电流信号输出端连接信号处理及控制电路4的负载回路电流信号输入端，电抗器副边电流传感器5用于检测带副边的平衡电抗器I的副边线圈的电流，电抗器副边电流传感器5的电流信号输出端连接信号处理及控制电路4的电抗器副边电流信号输入端，信号处理及控制电路4的控制信号输出端连接驱动电路3的控制信号输入端，驱动电路3的驱动信号输出端连接三倍频电流三角波逆变电路2的驱动信号输入端。本实施方式所述的谐波抑制系统安装于原有双反星形整流系统的直流侧，原有双反星形整流系统通过双反星形变压器连接到电网，双反星形变压器的输出端连接两个三相半波整流桥，带副边的平衡电抗器I的原边一端连接双反星形整流电路一个三相半波整流桥的正极输出端M，带副边的平衡电抗器I的原边另一端连接双反星形整流电路另一个三相半波整流桥的正极输出端Q，同步电路6的输入端连接双反星变压器副边的线电压信号输出端，负载8连接在双反星形整流系统的负载电源的正极输出端P和双反星形整流系统的负载电源的负极输出端N之间。
具体实施方式
二 本实施方式是对具体实施方式
一所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统的进一步限定，所述三倍频电流三角波逆变电路2采用半桥或全桥结构。
具体实施方式
三本实施方式是对具体实施方式
一所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统的进一步限定，所述三倍频电流三角波逆变电路2采用全桥结构，且三倍频电流三角波逆变电路2采用单极性或双极性的PWM控制方式。
具体实施方式
四参见图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式
一所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统的进一步限定，所述三倍频电流三角波逆变电路2为半桥结构，电路由第一电感Lin、第开关管S11、第二极管D11、第电容Cn、第电阻Rn、第一三开关管S13、第一三二极管D13、第一三电容C13、第一三电阻R13、第一二电容C12、第一二电阻R12、第一四电容C14和第一四电阻R14组成,第一电感Lin的一端与带副边的平衡电抗器I的副边线圈的一端相连，第一电感Lin的另一端同时与第二极管D11的阳极、第开关管S11 —端、第电阻R11的一端、第一三开关管S13的一端、第一三二极管D13的阴极、第一三电容C13的一端相连,第开关管S11的另一端同时与第
二极管D11的阴极、第电容C11的一端、第一二电容C12的一端、第一二电阻R12的一端和负载电源的正极性输出端P相连，第电阻R11的另一端与第电容C11的另一端相连，负载电源的负极性输出端N同时与第一四电阻R14的一端、第一四电容C14的一端、第 一三电阻R13的一端、第一三二极管D13的阳极和第一三开关管S13的另一端相连,第一四电阻R14的另一端同时与第一二电阻R12的另一端、第一四电容C14的另一端、第一二电容C12和带副边的平衡电抗器I的副边线圈的另一端相连，第一三电容C13的另一端相连与第一三电阻R13的另一端相连。图2是，本实施方式所述的三倍频电流三角波逆变电路2在工作状态下，当副边的平衡电抗器I的副边输出为图2所示状态，即线圈上端为正、下端为负的情况下，第一电感Lin中电流方向为图中箭头所示方向，该第一电感Lin两端的电压为图中所示状态。
具体实施方式
五参见图3说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式
一所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统的进一步限定，所述三倍频电流三角波逆变电路电路2为全桥可控整流电路，所述全桥可控整流电路由第二电感L2n、第二一开关管S21、第二一二极管D21、第二一电容C21、第二一电阻R21、第二三开关管S23、第二三二极管D23、第二三电容C23、第二三电阻R23、第二二开关管S22、第二二二极管D22、第二二电容C22、第二二电阻R22、第二四开关管S24、第二四二极管D24、第二四电容C24和第二四电阻R24组成，第二电感L2n的一端与带副边的平衡电抗器I的副边线圈的一端相连，第二电感L2n的另一端同时与第二一开关管S21的一端、第二一二极管D21的阳极、第二一电阻R21的一端、第二三开关管S23的一端、第二三二极管D23的阴极和第二三电容C23的一端相连,第二一开关管S21的另一端同时与第二一二极管D21的阴极、第二一电容C21的一端、第二二开关管S22的一端、第二二二极管D22的阴极、第二二电容C22的一端和负载电源的正极性输出端P相连，第二一电容C21的另一端与第二一电阻R21的另一端相连，第二二电容C22的另一端与第二二电阻R22的一端相连，第二二电阻R22的另一端同时与第二二开关管S22的另一端、第二二二极管D22的阳极、带副边的平衡电抗器I的副边线圈的另一端、第二四开关管S24的一端、第二四二极管D24阴极、第二四电容C24的一端相连，第二四电容C24的另一端与第二四电阻R24的一端相连，第二四电阻R24的另一端同时与第二四开关管S24的另一端、第二四二极管D24阳极，负载电源的负极性输出端N、第二三开关管S23的另一端、第二三二极管D23的阳极、第二三电阻R;^的一端相连，第二三电阻Ru的另一端与第二三电容C23的另一端相连。
图3是，本实施方式所述的三倍频电流三角波逆变电路2在工作状态下，当副边的平衡电抗器I的副边输出为图3所示状态，即线圈上端为正、下端为负的情况下，第二电感L2n中电流方向为图中箭头所示方向，该第二电感L2n两端的电压为图中所示状态。所述三倍频电流三角波逆变电路2为全桥结构，定义带副边的平衡电抗器I的副边输出一端为正极，另一端输出为负极。采用全桥结构的三倍频电流三角波逆变电路如图3所示。
具体实施方式
六本实施方式是对具体实施方式
四或五所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统的进一步限定，所述开关管选用MOSFET或IGBT。所述MOSFET或IGBT自带体二极管，所述采用全桥结构的三倍频电流三角波逆变电路中的每对二极管和开关管可由一个带体二极管的MOSFET或IGBT代替。
具体实施方式
七采用具体实施方式
一所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统实现谐波抑制的方法为将负载8连接在双反星形整流系统的负载电源的正极性输出端P和双反星形整流系统的负载电源的负极性输出端N之间，同步电路6采集双反星变压器副边的线电压信号，经滤波及信号处理后生成基准三角波信号，此基准三角波信号输入到信号处理及控制电路4中，信号处理及控制电路4将接收到的基准三角波信号与负载回路电流传感器7检测到的负载回路电流信号相乘生成电流参考信号，此电流参考信号与检测到的带副边的平衡电抗器I的副边电流信号比较后，经信号处理及控制电路的控制器处理后，产生PWM驱动信号，并将该PWM驱动信号发送给驱动电路3 ；驱动电路3将接收到的PWM驱动信号进行功率放大后输出给三倍频电流三角波逆变电路2，调节平衡电抗器I的副边电流值，通过电流闭环控制使带副边的平衡电抗器I的副边电流值为所述负载回路电流值的O. 5倍，即实现对双反星形整流系统的谐波抑制。所述的带副边的平衡电抗器I的副边电流过零点与所述双反星变压器副边输出相电压的过零点重合。
具体实施方式
八参见图4、6、7、8和9说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式
七所述的谐波抑制的方法的进一步限定，三倍频电流三角波逆变电路采用全桥结构，并使用单极性控制方法，采用单极性控制方法时，三倍频电流三角波逆变电路在半个周期内有四种工作模式，下面从O时刻开始，对正半周期的四种工作模式依次介绍O到&段在O时刻，开通第二三开关管S23,第二三开关管S23和第二四二极管D24一起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压Us加在第二电感L2n上，第二电感L2n的电流is正向流动，并且从零开始上升，第二电感L2n储存能量，此时交直流侧没有能量的交换，&到t2段在&时刻，开通第二二开关管S22,此时第二三开关管S23和第二二开关管S22 —起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压Us和负载上的电压一起加在第二电感L2n上，第二电感L2n的电流is迅速上升，第二电感L2n继续储存能量，此时交直流侧均输出能量给第二电感储能，t2到t3段在t2时刻，关断第二三开关管S23,第二一二极管D21续流，此时第二二开关管S22和第二一二极管D21 —起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压Us加在第二电感L2n上，第二电感L2n的电流is继续上升，第二电感L2n继续储存能量，此时交直流侧没有能量的交换，&到&段在&时刻，关断第二二开关管S22，第二四二关管D24导通，此时第二四二关管D24和第二一二关管D21 —起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压Us和电感向负载供电，第二电感Lin的电流is开始下降，第二电感Lin继续储存能量，此时交流侧和电感的能量传递给负载。本实施方式是对采用全桥结构的三倍频电流三角波逆变电路2的工作模式进行介绍，该电路在交流电流的正半周和负半周时，电路工作原理相同，只是工作状态相对称，因此只对交流电流为正半周时的工作模式进行描述，电流为负半周时，根据对称关系可以得到，电流为正半周时三倍频电流三角波逆变电路的工作模式。
具体实施方式
九参见图5、10、11、12和13说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式
七所述的谐波抑制的方法的进一步限定，三倍频电流三角波逆变电路采用全桥结构，并使用双极性控制方法，采用双极性控制方法时，三倍频电流三角波逆变电路在一个周期内有四种工作模式，在正半周期从O时刻开始，对正半周期的2种工作模式依次介绍O到h段在O时刻，开通第二三开关管S23和第二二开关管S22,带副边的平衡电抗器的副边电压Us和负载上的电压一起加在第二电感L2n上，第二电感L2n的电流is正向增力口，此时第二电感L2n储存能量，&到t2段在&时刻，关断第二三开关管S23和第二二开关管S22开关管，第二电感L2n的电流is经第二一二极管D21和第二四二极管D24续流，第二电感L2n的电流is线性下降，此时第二电感L2n和带副边的平衡电抗器的副边电压Us —起向负载供电，在负半周期从I时刻开始，对负半周期的2种工作模式依次介绍I到t3段在I时刻，开通第二一开关管S21和第二四开关管S24,带副边的平衡电 LL
抗器的副边电压Us和负载上的电压一起加在第二电感L2n上，第二电感L2n的电流is反向增力口，此时第二电感L2n储存能量，t3到t4段在t3时刻，关断第二一开关管S21和第二四开关管S24开关管，第二电感L2n的电流is经第二二二极管D22和第二三二极管D23续流，第二电感L2n的电流is线性下降，此时第二电感L2n和带副边的平衡电抗器的副边电压Us —起向负载供电。
权利要求
1.双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统，其特征在于它包括带副边的平衡电抗器(I)、三倍频电流三角波逆变电路(2)、驱动电路(3)、信号处理及控制电路(4)、平衡电抗器副边电流传感器(5)、同步电路(6)和负载回路电流传感器(7)， 带副边的平衡电抗器(I)的原边线圈并联在双反星形整流电路的两组三相半波整流桥正极性输出端(M、P)之间，带副边的平衡电抗器(I)的原边线圈的中间抽头连接负载电源的正极性输出端(P)，带副边的平衡电抗器(I)的副边线圈并联在三倍频电流三角波逆变电路⑵的交流输入侧，三倍频电流三角波逆变电路⑵的直流侧正、负输出端分别与负载电源的正极性输出端⑵和负极性输出端(N)连接， 同步电路(6)的第一信号输入端与双反星形整流系统第一副边线圈的异名端相连，同步电路(6)的第二信号输入端与双反星形整流系统第二副边线圈的异名端相连，同步电路(6)的第三信号输入端与双反星形整流系统第三副边线圈的异名端相连，同步电路(6)的输出端连接信号处理及控制电路(4)的同步基准信号输入端， 负载回路电流传感器(7)用于检测负载电源的正极性输出端⑵带副边的平衡电抗器(I)的原边线圈的中间抽头之间的电流，负载回路电流传感器(7)的电流信号输出端连接信号处理及控制电路(4)的负载回路电流信号输入端， 电抗器副边电流传感器(5)用于检测带副边的平衡电抗器(I)的副边线圈的电流，电抗器副边电流传感器(5)的电流信号输出端连接信号处理及控制电路(4)的电抗器副边电流信号输入端， 信号处理及控制电路(4)的控制信号输出端连接驱动电路(3)的控制信号输入端，驱动电路(3)的驱动信号输出端连接三倍频电流三角波逆变电路(2)的驱动信号输入端。
2.根据权利要求I所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统，其特征在于所述三倍频电流三角波逆变电路(2)采用半桥或全桥结构。
3.根据权利要求I所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统，其特征在于所述三倍频电流三角波逆变电路(2)采用全桥结构，且三倍频电流三角波逆变电路(2)采用单极性或双极性的PWM控制方式。
4.根据权利要求I所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统，其特征在于所述三倍频电流三角波逆变电路⑵为半桥结构，电路由第一电感(Lin)、第一一开关管(S11)、第二极管(D11)、第电容(C11)、第电阻(R11)、第一三开关管(S13)、第一三二极管(D13)、第一三电容(C13)、第一三电阻(R13)、第一二电容(C12)、第一二电阻(R12)、第一四电容(C14)和第一四电阻(R14)组成，第一电感(Lin)的一端与带副边的平衡电抗器I的副边线圈的一端相连，第一电感(Lin)的另一端同时与第一一二极管(D11)的阳极、第一一开关管(S11) —端、第电阻(R11)的一端、第一三开关管(S13)的一端、第一三二极管(D13)的阴极、第一三电容(C13)的一端相连,第开关管(S11)的另一端同时与第二极管(D11)的阴极、第电容(C11)的一端、第一二电容(C12)的一端、第一二电阻(R12)的一端和负载电源的正极性输出端(P)相连，第电阻(R11)的另一端与第电容(C11)的另一端相连，负载电源的负极性输出端(N)同时与第一四电阻(R14)的一端、第一四电容(C14)的一端、第一三电阻(Ru)的一端、第一三二极管(D13)的阳极和第一三开关管(S13)的另一端相连，第一四电阻(R14)的另一端同时与第一二电阻(R12)的另一端、第一四电容(C14)的另一端、第一二电容(C12)和带副边的平衡电抗器I的副边线圈的另一端相连，第一三电容(C13)的另一端相连与第一三电阻(Ru)的另一端相连。
5.根据权利要求I所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统，其特征在于所述全桥可控整流电路由第二电感(L2n)、第二一开关管(S21)、第二一二极管(D21)、第二一电容(C21)、第二一电阻(R21)、第二三开关管(S23)、第二三二极管(D23)、第二三电容(C23)、第二三电阻(R23)、第二二开关管(S22)、第二二二极管(D22)、第二二电容(C22)、第二二电阻(R22)、第二四开关管(S24)、第二四二极管(D24)、第二四电容(C24)和第二四电阻(R24)组成， 第二电感(L2n)的一端与带副边的平衡电抗器I的副边线圈的一端相连，第二电感(L2n)的另一端同时与第二一开关管(S21)的一端、第二一二极管(D21)的阳极、第二一电阻(R2I)的一端、第二三开关管(S23)的一端、第二三二极管(D23)的阴极和第二三电容(C23)的一端相连，第二一开关管(S21)的另一端同时与第二一二极管(D21)的阴极、第二一电容(C21)的一端、第二二开关管(S22)的一端、第二二二极管(D22)的阴极、第二二电容(C22)的一端和负载电源的正极性输出端(P)相连，第二一电容(C21)的另一端与第二一电阻(R21)的另一端相连，第二二电容(C22)的另一端与第二二电阻(R22)的一端相连，第二二电阻(R22)的另一端同时与第二二开关管(S22)的另一端、第二二二极管(D22)的阳极、带副边的平衡电抗器⑴的副边线圈的另一端、第二四开关管(S24)的一端、第二四二极管(D24)阴极、第二四电容(C24)的一端相连，第二四电容(C24)的另一端与第二四电阻(R24)的一端相连，第二四电阻(R24)的另一端同时与第二四开关管(S24)的另一端、第二四二极管(D24)阳极，负载电源的负极性输出端(N)、第二三开关管(S23)的另一端、第二三二极管(D23)的阳极、第二三电阻(R23)的一端相连，第二三电阻(R23)的另一端与第二三电容(C23)的另一端相连。
6.根据权利要求5或6双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统，其特征在于所述开关管选用MOSFET或IGBT。
7.采用权利要求I所述的双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统实现谐波抑制的方法，其特征在于所述方法为，将负载(8)连接在双反星形整流系统的负载电源的正极性输出端(P)和双反星形整流系统的负载电源的负极性输出端(N)之间，同步电路(6)采集双反星变压器副边的线电压信号，经滤波及信号处理后生成基准三角波信号，此基准三角波信号输入到信号处理及控制电路(4)中， 信号处理及控制电路(4)将接收到的基准三角波信号与负载回路电流传感器(7)检测到的负载回路电流信号相乘生成电流参考信号，此电流参考信号与检测到的带副边的平衡电抗器(I)的副边电流信号比较后，经信号处理及控制电路(4)的控制器处理后，产生PWM驱动信号，并将该PWM驱动信号发送给驱动电路(3)； 驱动电路(3)将接收到的PWM驱动信号进行功率放大后输出给三倍频电流三角波逆变电路(2)，调节平衡电抗器(I)的副边电流值，通过电流闭环控制使带副边的平衡电抗器(I)的副边电流值为所述负载回路电流值的0. 5倍，即实现对双反星形整流系统的谐波抑制。
8.根据权利要求7所述的谐波抑制的方法，其特征在于三倍频电流三角波逆变电路采用全桥结构，并使用单极性控制方法， 采用单极性控制方法时，三倍频电流三角波逆变电路在半个周期内有四种工作模式，下面从0时刻开始，对正半周期的四种工作模式依次为 0到&段在0时刻，开通第二三开关管(S23),第二三开关管(S23)和第二四二极管(D24) 一起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压us加在第二电感(L2n)上，第二电感(L2n)的电流^正向流动，并且从零开始上升，第二电感(L2n)储存能量，此时交直流侧没有能量的交换， 到t2段在h时刻，开通第二二开关管(S22)，此时第二三开关管(S23)和第二二开关管(S22) —起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压Us和负载上的电压一起加在第二电感(L2n)上，第二电感(L2n)的电流13迅速上升，第二电感(L2n)继续储存能量，此时交直流侧均输出能量给第二电感储能， t2到〖3段在〖2时刻，关断第二三开关管(S23),第二一二极管(D21)续流，此时第二二开关管(S22)和第二一二极管(D21) —起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压Us加在第二电感(L2n)上，第二电感(L2n)的电流iJS续上升，第二电感(L2n)继续储存能量，此时交直流侧没有能量的交换， 七3到&段在&时刻，关断第二二开关管(S22),第二四二关管(D24)导通，此时第二四二关管(D24)和第二一二关管(D21) —起导通，带副边的平衡电抗器的副边电压(Us)和电感向负载供电，第二电感(Lin)的电流13开始下降，第二电感(Lin)继续储存能量，此时交流侧和电感的能量传递给负载。
9.根据权利要求7所述的谐波抑制的方法，其特征在于三倍频电流三角波逆变电路采用全桥结构，并使用双极性控制方法， 采用双极性控制方法时，三倍频电流三角波逆变电路在一个周期内有四种工作模式，在正半周期从O时刻开始，对正半周期的2种工作模式依次为 O到^段在O时刻，开通第二三开关管(S23)和第二二开关管(S22)，带副边的平衡电抗器的副边电压Us和负载上的电压一起加在第二电感(L2n)上，第二电感(L2n)的电流13正向增加，此时第二电感(L2n)储存能量， 到〖2段在^时刻，关断第二三开关管(S23)和第二二开关管(S22)开关管，第二电感(L2n)的电流13经第二一二极管(D21)和第二四二极管(D24)续流，第二电感(L2n)的电流^线性下降，此时第二电感(L2n)和带副边的平衡电抗器的副边电压Us —起向负载供电， 在负半周期从I时刻开始，对负半周期的2种工作模式依次为 |到&段在I时刻，开通第二一开关管(S21)和第二四开关管(S24),带副边的平衡电抗器的副 边电压Us和负载上的电压一起加在第二电感(L2n)上，第二电感(L2n)的电流13反向增加，此时第二电感(L2n)储存能量， 七3到14段在&时刻，关断第二一开关管(S21)和第二四开关管(S24)开关管，第二电感(L2n)的电流13经第二二二极管(D22)和第二三二极管(D23)续流，第二电感(L2n)的电流^线性下降，此时第二电感(L2n)和带副边的平衡电抗器的副边电压Us —起向负载供电。
全文摘要
双反星形整流系统的直流侧谐波抑制系统与方法，属于电力电子技术领域。本发明解决了现有的双反星形整流系统的非线性，会使其产生大量谐波和在交流侧装设谐波补偿装置使系统的体积及容量均增大的问题。本发明中同步电路采集基准三角波信号，在控制电路中该信号与采集到的负载回路的电流相乘得到电流参考信号，电流参考信号与采集到的电流相比较，产生驱动信号，并将该PWM驱动信号发送给驱动电路；驱动电路将接收到的PWM驱动信号进行功率放大后输出给三倍频电流三角波逆变电路，调节平衡电抗器的副边电流值，通过电流闭环控制使带副边的平衡电抗器的副边电流值为所述负载回路电流值的0.5倍。本发明适用于双反星形整流系统的谐波抑制。
文档编号H02M1/14GK102983730SQ20121058960
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者杨世彦, 杨威, 王景芳, 李雪岩, 李渊 申请人:哈尔滨工业大学