24脉波整流变压器电流的谐波计算分析

24脉波整流变压器输出电压电流波形分析,对24脉波整流器设计输入是关键。

第##卷第!$期$%%&年!$月

9:;<=#>:?@:

,"$-.!"#$%%

!"脉波整流变压器电流的谐波计算分析

钱长生，齐嘉瞻，李国新，王恬平，曹

（江苏华鹏变压器有限公司，江苏溧阳!"##$$）

斌

对!"脉波整流变压器负载运行时阀侧绕组电流、网侧绕组电流、直流输出电流和馈入电网电流分别进行了摘要：

谐波电流的计算分析。

关键词：整流变压器；谐波电流；分析中图分类号：!"#$%&’%

文献标识码：(

文章编号：%$$%)*#+,（+$$-）%+)$$$%)$*

!"#$%&’()"*(+*",’%&"&-.&"*/0’0%1)+##2&,0’&3456+*02

72(,’1’2#8#"&01%#$2#

9:.;)<"&=!0<2&=>9:?’"!@<"&>A:B+%!C’&>D.;B8’"&!E’&=>).FG’&

（%&’()*+,-’*./0-1)-203456734589’*+!"##$$42:8*’）

.H0,#"(,：,:):’-10*8;;&--)*6.8*<’=<)>8*78*+4=8*)>8*78*+478-);6;&--)*6’-);’=;&=’6)7’*7’*’=9?)73I2/J%#-0：@);68/8)-6-’*./0-1)-；%’-10*8;;&--)*6；A*’=9.8.

8*(&6;&--)*6’*70&6(&6

前言!""

目前，我国的城市地铁和轻轨建设事业处于快速发展时期，轨道列车牵引直流电动机广泛使用+#脉波直流电源。+#脉波直流电源是由左、右移相各经四组-’,.的两台等容量%+脉波移相整流变压器，三相全波整流并联输出组成。图

流电源，脉波相位角差为2$.。

高压绕组与电网连接3称为网侧绕组。网侧绕组为结构上完全相同、且关于轴向%4+高度为对称布置的两组绕组并联，相互之间有电的联系，外部三相联结成0；移相的网侧绕组由主绕组和移相绕组组成，外部三相结成延边三角形。由于图%中!%左移

(60%

70%!%

:

50+

60+

70+!+

%为+#脉波移相牵引整流机组

电路原理图。

图%中，!%、!+是%+脉波移相整流变压器，各自有两组低压绕组和两组高压绕组组成。

低压绕组与晶闸管连接，称为阀侧绕组。阀侧绕组是两组等容量和等电压输出的轴向双分裂绕组，相互之间无电的联系。外部三相分别联结成/、各接0，一组三相桥式整流器，输出均为

50%

60%

;%

58%50%

9

68%

;+

78%58+68+

;2

78+

;#

58+

68+

78+

)

70%

58%

68%

78%

&

50+

60+

70+

1脉波直流电源。由于/、0联结

输出的交流电源有2$.的相位差，因此，由!%（或!+）单台整流

图K

34脉波整流机组原理示意图

24脉波整流变压器输出电压电流波形分析,对24脉波整流器设计输入是关键。

!

第!!

卷

相位角!"#$、%&右移相位角!"#$，所以%’和%&两台整流变压器并列供电时输出&(脉波直流电源，脉波相位角差为’#$。

整流变压器是产生和输出直流电源的主要电器。由于晶闸管的阻断作用，在整流变压器绕组中流过的是断续的正弦波，其由基波电流和高次谐波电流组成，输出的直流电流是含有脉波成分的脉动直流，而反馈流入电网的也是含有谐波电流的非正弦波电流。谐波电流在变压器绕组中产生附加的谐波损耗，表现在涡流损耗和杂散损耗增加。同样，谐波电流在直流负载上也产生附加的谐波损耗。谐波电流流入电力网络中产生谐波电压，使接入电网中的各种电器———包括家用电器和动力负载等，在非正弦电源供电情况下产生谐波过电压和谐波损耗增加等不利影响。因此，了解和分析整流变压器运行谐波电流，对于正确设计、合理利用并且采取抑制谐波电流措施都是十分必要的。笔者对&(脉波整流变压器和感性负载（两种情况下在阻性负载（!)*+）!)*,）的网侧绕组电流、阀侧绕组电流、直流输出电流以及交流输入电流的谐波组成进行了计算分析。

直流电流平均值$)为：

$)*1

$

;"")6

278!#)!#*1)6

将")*$)6278!#展开成傅氏级数，其一般形式为：

")*’%+<#4%>278&!#<’>8?>&!#5

&*’%+*&,

(3$$)6278!#)!#*)6(;(

278!#)!#

;""*3$)6%>*&’>*&$

;((;()6

)6

278!#278&!#)!#*@!1$$

)6

278!#8?>&!#)!#*+&*3)（)*’，&，1…）278!#5，

所以，")*1$)64’@!’

等式右侧首项为直流分量，其等于直流电流平均值$)，余项为交流分量，由&*3)（次谐)*’，&，1…）波电流之和组成，且)为奇数时谐波为正，)为偶数时谐波为负。由此可以求出3脉波直流电源中的总谐波电流方均根值约等于直流电流平均值的("&A。

"##直流侧电流谐波分析

图&是三种常用的带纹波的直流电流波形，输出负载设定为阻性（。图&-对应图’中.’/.(!)*+）四组整流器中任意一组整流器输出的电流波形，图或.1/.(）两组整流器并列输&0对应图’中.’/.&（

出的电流波形，图&2对应图’中.’/.(四组整流器并列输出的电流波形。

!"!#!脉波直流电流

图&0为’&脉波直流电流波形，其表达式为")4!#5

周期!%*"93。从而可以求出直流电流方*$)6278!#，

均根值$):为：

$):*

!"#$脉波直流电流

图&-为3脉波直流电流波形，其表达式为")4!#5*$)6278!#，周期!%*"91，!为交流侧电源的角频率（注：下文同）。从而可以求出直流电流方均根值$):

为：

直流电流平均值$)为：

"

3

"$

;")6

&)6278&!#)!#*

"

<$

)6

$)*3$

;"278!#)!#*’&8?>"$)6

$):*

*+"=##!!$)6

")4!#5

")4!#5

")4!#5

"

1

$

;"&)6278&!#)!#*

"

’<1$

)6

")的傅氏级数为：

")*’&8?>"$)64’@!’278!#5，&*’&)（)*’，&，1…）

等式右侧首项为直流分量，其等于直流电流平均值$)，余项为交流分量，是由&*’&)（)*’，&，1…）

次谐波电流之和组成，且)为奇数时谐波为正，)为偶数时谐波为负。由此可以求出’&脉波直流电

$)6

$)6

$)6

源中的总谐波电流方均根值约等

!#

&"

!#

+

"（-）3脉波

!#

+

"（0）’&脉波

于直流电流平均值的’"+1A。

&"&"+"（2）&(脉波

图!

直流侧电流波形（!)*+）

"*!"%!&脉波直流电流

图&2为&(脉波直流电流波形，其表达式为")4!#5*$)6278!#，周

期!%’&

24脉波整流变压器输出电压电流 …… 此处隐藏：9662字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……