文献翻译 - 图文(5)

图13 Ch.4:电源电流(10mV/A)和Ch.2:相电压 图14 载荷时输入功率因数的变化

图15同时记录了对整流器输入电流irR之前和isR之后过滤的采样，图16显示了它们的谐波谱，从图16(a)中容易看出开关频率(9.6千赫)的旁带谐波及其谐波倍数。这些谐波能被成功过滤掉可以从图16(b)的谐波谱中理解。

图15 PWM整流器在Ch.3:irR之前(16mV/A)在Ch.4:isR之后(10mV/A)过滤的输入电流

图16 电源电流的谐波谱 (a)输入过滤之前 (b)输入过滤之后

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图17显示了整流器的输出电压、电枢电流和应用于相同操作和转换条件下的电枢电压波形。经过过滤,电枢电流和应用电压波形接近标准。对于老式电机设计,如果电机由线换向交直流转换器供电,比如一个6脉冲晶闸管整流器,第六次电压谐波和谐波倍数将驱动它们自己的电流谐波分量流过电枢绕组,在换向器上造成严重的电流变换故障问题,特别是在满载情况下高速运行时[18]，这将被阻塞在转换器输出端的充分大的直流电所消除。

另一方面,应用电机电压上的高dv/dt和瞬时峰值会导致在电枢上产生很高的绝缘应力,长期下来会致使电机加速老化和绝缘失效。此外,运行在电机和变换器之间的长电缆会使上述情况进步恶化

[16][17]

。图18显示应用电机电压脉冲的上升沿,即使是短的

电机电缆线路(50m)，随后都会把输出过滤器从处于磁场中的电路中断开。

值得注意的是,即使50米的电缆线路,瞬时峰值电压为750V(比正常值550V高50%)，dv/dt为3.5kV/us。对于较长的电缆线路(250m),其峰值电压可达1.2kV。

图17 PWM整流器的输出特性

Ch.2:整流输出电压 Ch.3:电枢终端电压(250v/div) Ch.4:电枢电流(10mV/A)

图18 应用电机电压脉动的上升沿

七、结论

基于单位功率因数buck式PWM整流器的直流电机驱动的实验经验显示了该系统具

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有高于高成本的晶闸管线换向直流电机驱动的工作特性,并提供标准供应电压水平和标准直流电机电压等级形成良好的匹配,如此就无需特别的整流变压器。更高的初期购置成本被大大抵消，因为无需外部连接可变无功功率补偿和尺寸相对较大的谐波滤波器,特别是在严格要求谐波和功率因数限制的国家都采用该方法。