有源功率因数校正技术在车辆照明中的应用

上海轨道交通1号线DC·上海轨道交通1号线DC01型列车受当时电力电子技术水平发展所限,其照明电路整流环节采用了以二极管为整流元件的桥式不控整流电路。由于该电路的固有缺点,其镇流器供电不可避免地带来功率因数低下和谐波干扰问题,导致供电不连续、电能浪费、低压控制电路受到谐波干扰。针对不控整流电路进行了分析研究,在不控整流器和电容之间接入直-直开关变换器,使原电路中增加了有源功率因数校正环节,并对控制电路进行了设计。通过此项设计提高原整流电路的功率因数,以实现高效率、高性能、具有谐波抑制能力的电子照明回路。实验结果表明功率因数可由原0.65左右提高到0.99左右,达到了预期的目的。型列车受当时电力电子技术水平发展所限,其照明电路整流环节采用了以二极管为整流元件的桥式不控整流电路.由于该电路的固有缺点,其镇流器供电不可避免地带来功率因数低下和谐波干扰问题,导致供电不连续、电能浪费、低压控制电路受到谐波干扰.针对不控整流电路进行了分析研究,在不控整流器和电容之间接入直-直开关变换器,使原电路中增加了有源功率因数校正环节,并对控制电路进行了设计.通过此项设计提高原整流电路的功率因数,以实现高效率、高性能、具有谐波抑制能力的电子照明回路.实验结果表明功率因数可由原0.65左右提高到0.99左右,达到了预期的目的.     

一种新型单相三电平PWM整流器的研究

提出了一种新型单相三电平PWM整流器电路拓扑,详细分析了该电路的工作状态,推导了其数学模型,引入滞环电流控制来实现该电路单位功率因数和低谐波等特性.仿真结果表明:该三电平PWM整流器能有效地抑制注入电网的谐波,实现交流输入端单位功率因数和能量的双向流动,并且系统具有很好的动态特性.     

6K机车功率因数计算及谐波电流分析

本文针对三段桥连续调压方式的６Ｋ机车功率因数和谐波电流进行了理论分析和计算。探讨了多段桥调压电路的计算方法，其中包括考虑接触网和机车主变压器的等效阻抗，以及平波电抗器的非线性因素。通过计算，得到了未投入功率因数补偿装置时６Ｋ机车功率因数和谐波电流的分布规律。     

电力电子系统的无功功率补偿与谐波抑制研究

对电力电子系统的无功功率与谐波抑制方法进行分析。包括谐波的产生、谐波和无功功率的危害、谐波分析的理论基础、非正弦电路的功率，并对并联有源电力滤波器进行了理论分析，对系统加入有源电力滤波器前后利用Matlab／Simulink分别进行仿真研究，比较功率因数和总谐波畸变率，最终满足加入有源电力滤波器后的功率因数接近1，交流侧电流总谐波畸变率小于5％。负载不对称时，加入有源电力滤波器后三相电流完全平衡。仿真结果表明，并联型有源电力滤波器在抑制谐波、补偿无功功率方面具有良好的效果。     

单相电压源PWM变流器的谐波分析

从理论上分析了单相电压源PWM变流器输入电流的谐波特性.在此基础上进一步探讨了变流器功率因数、输入电流总谐波畸变率以及等效干扰电流等与谐波分布之间的关系.最后分析了多重化变流器的输入电流谐波特性,证实多重化的确是改善变流器输入电流品质的有效手段.     

某新型动车组网侧电流谐波特性测试分析

通过对某新型动车组运行实测跟踪,采用傅里叶法分析了该动车组的网侧电流谐波特性。根据电功率法计算了该动车组的牵引力,给出了其牵引特性曲线。结果表明,无论处于牵引工况还是制动工况,被测动车组网侧电流谐波含量较低,功率超过5MW时,网侧电流各次谐波含有率不超过1%,总谐波畸变率在3%以下,等效干扰电流在1.5A以下,功率因数在0.98以上。     

铁路数据中心电能质量模拟案例设计研究

依据电能质量相关标准要求,提出对铁路系统数据中心工程电能质量指标的预计准则和方法;通过对模拟案例的特性分析计算,分析在非正弦电路中谐波电流对功率因数的影响,得出无功补偿容量和谐波抑制容量需求.     

交直电力机车中电流型四象限变流器及其微型计算机控制系统

电流型四象限变流器是一种脉冲宽度调制的交直流变换装置,具有功率因数高、谐波电流小、再生方便等优点。本文阐述了该变流器的工作原理,换流过程,控制方案以及主电路的电压,电流关系,元器件的最佳参数设计,并以直流电动机—发电机组为负载,对研制的电流型四象限变流器及其微型计算机控制系统进行牵引和再生试验,所得结果与理论分析相吻合。     

6K型电力机车功率因数补偿装置的控制

一、6K机车的功率因数补偿装置为了改善相控电力机车的功率因数,减少电网上的高次谐波,降低变电所的视在功率,6K电力机车的主电路除采用三段不等分的半控桥外,还接有四组功率因数补偿装置。每两组功率因数补偿装置由一台微机进行控制。它仅对三次谐波进行补偿。图1画出了两组由同一微机控制的功率因数补偿装置。它主要由电感、电容及限流电阻组成,每组功率因数补偿装置通过两个反并联的晶闸管及隔离开关接到主变压器二次侧600V绕组上。功率因数补偿装置的投切由晶闸管的导通或关断来实现。在特殊情     

两相两重四象限变流器的控制方法及实现

为实现对大功率、低开关频率变流器的控制,通过建立两相两重四象限变流器主电路的数学模型,分析变流器主电路的电气特性;在考虑线路电阻的基础上,采用电压外环和基于坐标变换电流内环的双闭环控制方法对变流器的调制电压进行控制;提出倍增控制频率的载波移相方法,可在不增加硬件设备的情况下降低牵引电网侧低次谐波的含量,并结合正弦波脉宽调制(SPWM)技术,实现对以多种开关频率工作的变流器的控制;以TMS320F28335型DSP芯片为平台,设计包括初始化程序、串行通信服务程序和定时中断程序的控制软件,并在背靠背功率互馈试验台进行验证。结果表明:采用给出的两相两重四象限变流器控制方法,能够使变流器在启动工况下的电流变化平稳,在牵引工况和制动工况下,大功率、低开关频率变流器可以单位功率因数满载运行,而且中间电压波动较小、输入电流无异常波动,大幅减少了牵引电网侧的低次谐波成分和总谐波失真率。     

蓄电池测试系统中SVPWM与SPWM的比较研究

针对高性能蓄电池测试系统主变流电路采用的SVPWM和SPWM调制方法，分析了二者间的内在联系，并进行了性能比较。在数字化控制系统中，较SPWM方案，SVPWM方案不仅提高了逆变器的直流电流利用率，且减小了输出电流的纹波系数，降低了谐波污染，使电路更接近单位功率因数运行。     

逆变器供电下的永磁同步电动机谐波电流的计算

在分析谐波电流工作机理的基础上,提出了一种永磁同步电动机逆变器供电的谐波等值电路及谐波电流计算公式,介绍了谐波等值电路中电阻、电感参数的计算方法。样机计算值与试验测量数据基本吻合,验证了该谐波模型的可行性。     

基于高频PWM整流逆变技术的能量回馈装置研究

结合高频PWM整流逆变电路高功率因数、低谐波特性,提出了一种可实现再生能量回馈利用的装置。文中介绍了该装置的主电路拓扑结构和工作原理,并根据它的等效电路和功率平衡关系建立了数学模型。从实现单位功率因数有源逆变控制出发,设计了双闭环直接电流控制系统,利用Ziegler-Nichols整定算法得到内外环PI调节器的参数。通过Matlab/Simulink仿真表明,方案设计合理,控制系统有良好的动静态性能。     

计及动车组运行工况的牵引供电系统谐波特性分析及抑制方案研究

动车组处于不同运行工况时将产生谐波电流频谱变化,会对牵引供电系统谐波畸变特性产生影响,还可能干扰沿线通信线路。以某高铁线路为例,采用专业电能质量监测设备,对典型牵引变电所和在线运行的动车组开展同步谐波特性测试。基于测试数据分析,研究计及动车组运行工况的牵引供电系统谐波特性变化规律,采用等效干扰电流定量评估各次谐波对通信线路的干扰程度。此外给出C型高通滤波器设计方案,仿真结果验证了良好的滤波效果,为高速铁路高次谐波综合治理提供了重要途径。     

基于晶闸管二进制补偿器和PWM-IGBT有源功率滤波器组合的普通负载全补偿系统

介绍用于分布网络中能够消除谐波,平衡负载和产生或吸收无功功率的全补偿系统.该系统基于晶闸管二进制补偿器(TBC)和PWM-IGBT有源功率滤波器(APF)相级联的组合.TBC能补偿基波无功功率,平衡连接到系统的负载.APF能消除谐波,补偿少量的负载不平衡或由于TBC二进制条件而不能消除的功率因数.TBC由一串被标定的二进制电容器和每相一个电感器构成.该拓扑允许采用数量合适的电容器,也允许无功功率补偿的软变化,其产生的谐波可忽略.当线电压达到电压峰值时,电容器接通,以避免产生浪涌电流.必要时,电感器可帮助平衡负载和吸收无功功率.APF的作用是测试电源电流,迫使电源电流为正弦电流.这2个变流器(TBC和APF)工作独立,使系统控制简单可靠.仿真表明,在只有一个循环耦合中,系统能够响应许多种瞬时干扰.文章分析了所提出的电路和它的工作方法,并给出了工作时的一些实验结果.     

考虑转子磁通谐波的永磁同步电机控制性能分析

对于考虑转子永磁磁链d,q轴6,12次谐波的三相正弦波永磁同步电机,根据其数学模型推导了基于最大转矩／电流控制、单位功率因数控制的控制公式,指出转子永磁磁通谐波的存在不可避免地产生了与转子位置角相关的转矩脉动。在此基础上引入内模电流控制思想,将由永磁磁链产生的引起转矩纹渡的反电动势作为负载扰动,通过衰减因子和系统动态响应速度参数的合理选择来抑制电机永磁磁链谐波对电机电流跟踪性能和转矩波动的影响。仿真分析表明,永磁同步电机转矩脉动的大小与特子磁通谐波中低次谐波分量的大小有关,并且其低速转矩脉动严重;若根据不同转速范围来自适应调整转速控制器、内模电流控制器参数可以在一定程度上抑制这种转矩脉动。     

200 kA铝电解系列整流装置谐波治理研究

分析了某200 kA铝电解系列整流装置网侧谐波电流和功率因数情况,介绍了滤波器的设计原理,并针对整流装置的谐波状况设计了一种单调谐滤波器加高通滤波器的滤波结构.实践证明该滤波装置运行效果良好,能满足谐波治理和功率补偿要求.     

基于LCL滤波器的三相电压型PWM整流电路分析与仿真

电力电子设备中,诸如二极管、晶闸管等都会带来非线性和谐波电流等问题。三相电压型PWM整流器有输入电流接近正弦、功率因数可控、能量双向流动等特点,采用这种整流器可以解决非线性和谐波电流问题,需要在电路中加入滤波器。传统纯电感L滤波器的电感值一般比较大,就会出现装置体积大、成本高、系统的动态响应慢等问题。文章采用LCL滤波器代替L滤波器,因LCL滤波器电感取值比L滤波器电感取值小,能够解决传统滤波器所带来的问题。通过Matlab建模仿真,验证了理论分析的正确性。     

电压源逆变器—异步鼠笼电机系統在变頻調节时的稳态特性分析

本文从建立三角级数和形式的逆变器输出函数开始,考虑铁磁部分的涡流和磁滞效应的情况下,确定了用以描述与任何次激励谐波分量相应的电机模型,从而推导出一系列有关120°和180°导通型的电压源逆变器—鼠笼电机系统的稳态性能基本公式:电流、力矩、磁通链、损耗与效率、功率因数。利用这些公式,可以计算变频调节过程中任何稳定状态下各次谐波的有关量值,不论是电动机工况或发电机工况。并得到了变频调节下各次谐波的等值电路。最后给出了一个在709通用数字机上得到的算例。     

京沪高铁固镇变电所直挂式高压有源滤波器测试分析

随着大量不同型号的电力机车上线运行,电力机车产生的谐波和无功分量影响了电网电能质量,严重时影响电气化铁路的正常运行,牵引供电系统谐波治理和无功功率补偿得到运营单位的广泛关注.依托京沪高速铁路谐波治理工程,研制了直挂式高压有源滤波器,并在固镇牵引变电所两供电臂T-N间分别装设进行运行测试,实时监测铁路供电系统负序和牵引网谐波电流.通过有源补偿装置补偿,能吸收牵引供电系统2～13次低次谐波,改善功率因数、电压质量及负序和减少谐波对供电系统的影响.