基于自耦变压器的24相整流电路研究

当今流行的大多数开关电源,其前置输入部分多采用二极管整流的不控整流环节。由于其本身的非线性特性,会使网侧输入电流严重畸变,谐波含量多,降低了设备的电磁兼容性能,给电网及其它用电设备带来危害。随着开关电源设备功率的增大,这种不控整流装置所产生的谐波更加严重。针对大功率场合下的三相整流电路,通常使用多相整流的方法消除网侧输入电流的某些特定次数的谐波,降低输入电流中的谐波含量,改善波形质量。 本文首先介绍了目前已有的几种典型的多相整流方案,以自耦变压器运用于多相整流电路的技术性突破为重点,对其分别进行了详细的理论分析和研究。并在此基础上,总结出多相整流电路的相数和消除谐波次数的规律性关系。 接着本文提出了一种基于自耦变压器的24 相整流电路。该电路使用较小容量的自耦变压器,能够消除网侧电流中的5、7、11、13、17、19 次等谐波,与其它的多相整流电路相比,大大降低了输入电流中的谐波含量,使网侧输入电流具有更好的波形质量。本文经过详尽的数学推导,分别从自耦变压器的结构,输入电流,平衡电抗器,自耦变压器的等效容量四个方面,对该电路进行了全面的分析和理论研究。并且给出了电路在Synopsys Saber 软件上进行仿真的仿真波形,验证了该电路的合理性。最后,本文设计了具体的实验装置,介绍了自耦变压器和平衡电抗器的设计参数,对所提出的电路进行了实验,给出了实测波形和谐波分析数据。 本文通过理论分析、仿真研究和实验验证,证实了这种基于自耦变压器的24 相整流电路的合理性、可行性。