从单相电压型脉冲整流器工作原理的介绍入手,分析了脉冲整流器输出存在二次谐波电流现象
第 2期
陈燕平，忻力，李中浩：单相电型脉冲整流器中二次谐振电路的研究
L和电容 C构成串联二次谐振电路， 2 2用于滤除变流器输出的2电流；R为等效负载。次 采用正弦P wM方式对全控开关器件 V1V4~进行控制，则在全控桥的交流输入侧产生一个正弦调制 P WM
式中：P=U×I,电源输入的有功功翠； N为:,
为脉冲整流器的调制比。
U d
可见，冲整流器输出电流 l(包含了2脉’f d) c个重要的分量：一个直流分量，。一个 2于供电频率的交流 与倍分量 i, 简称二次谐波电流，分别为
波 U。曲 i为与网侧电源电压 U同频率的正弦波，“不 若变，由电路结构可知，的幅值和相位仅由U中的基 i 波分量 U的幅值及其与电压 U 的相位差决定，控制 U中基波电压 U的幅值和相位即可控制脉冲整流器 ,功率的流向和功率因数角。常将功率因数 C S0控制通 O
P 1￣ 4+ 2= cos =cos =
等c ) o scs o( 2=
为+1一，或 1以减少对电网的谐波污染。功率因数为+ 1时脉冲整流器运行于整流状态，网向负载供电，电如=一 CS C t￣= U O( 0 -0一 2N )d
牵引传动系统中的牵引T况；功率因数为一时脉冲整 1流器运行于逆变状态，负载能量反馈回电网，牵将如一
c s2O t p。 (CN -()( 5)
引传动系统中的制动 T况。图2为变流器在整流与逆变状态下的向量关系『。皋]JD ( J N∞ 1 NR l NN
从式 ( 4)、 5) (中可看出，二次谐波电流 i眦的幅值
Rf N N
与直流电流，。正比关系，者又都与输入电流，及 成两 N脉冲整流器调制波 U或调制比M )正比。 (成变流器T作于图 2 b) (所示的逆变丁作状态时， 由于 i反相，d f也反相，他与J述分析相同。 n/
()‘ c其一
3二次谐振电路的设计原理 由于二次谐波电流 i的存在， 将在脉冲整流器输出电压上产生一个 2于供电频率的交流电压 (倍二次谐( )流运¨状态 a整 () b逆运仃状态
波电压 ),“且负载电流，越大，二次谐波电流 i也 越大，生的二次谐波电压 Uc也就越高。产 d 2如果系统对整流器输出电压要求不高，负载电流，或不大，生产的二次谐波电压 Uc较小， d 2则可采取适当增大支撑电容
2电压型脉冲整流器向量 f1 冬 _
2单相电压型脉冲整流器中的二次谐波电流现象以脉冲整流器的整流工况进行分析， O=,即C S 1囚 0
器参数 C的方法，直流电压的纹波控制在合适的范 将
电路的杂散等效电阻值 R很小， 分析中将其忽略，同时囚开关器件 V1 V4的功率损耗相比变流器的输出功~率很小，将其忽略，变流器交流侧与直流侧瞬时也则功率应该相等。即b6f f=“ td t l( ( ) ) d ) ) ( i ( ( ) 1
围内。系统对直流输出电压要求较高或 Uc系统的当 d对 2可靠性与稳定性产生较大影响时，则可增加如图 1所示的L一 2次谐振电路，目的是让脉冲整流器输出的二 2C二次谐波电流 i全部流经该回路，而使 Uc 0 从 i r=。 2 i额定工作电流 )
假设“ (=4 u s o,因 i“, ) 2 i 9,与同相， n N则有：
L c额定电流有效值都为 i的有效值， 2、 2眦即I rd 2: e
i(= 2N iO t囚直流侧电压变化不大， Nf√, s k。 ) n 可将其看作恒定值， r f 。F F根据图 2a忽略 R可知： Uc ) i= ( .C, L L () ( )
一一箬： 一 2:
【 ( 6 )
2)定工作电压额
(= f )
s (￣一=, N+tq s ( N一： i a, ) Su n N g￣ i c, ) no
电容器 C和电感 L的最高丁作电压值为 2 2+ ( 7)
√ ,+ i c t ) 2 N/ a s (N一 1 no( 2)
式中：=g, t为电感归算后的短路阻抗，代入式 ( ) 1得 I
3) 2 C容量的确定 L、2谐振电路中 L c2 2、容量应满足关系式：1
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