《毕业设计(论文)外文翻译_同步斩波器中谐波的减少》_精品.doc

同步斩波器中谐波的减少 摘 要 同步斩波器组合已被证明适合中等大功率交流/直流变频器的应用。然而,在谐波补偿的要求中位移因素显著增加了。在同步斩波器组合中对减少输入谐波的技术进行调查。工作在更高频率的同步斩波器中允许消除特定谐波，但限制输出电压。多相同步斩波器大大提高了输入特性，但是需要额外的电源组件。一种折衷的解决方案是超过其操作范围的不同频率下的单相斩波操作。 简 介 利用换向二极管被证实是可观的。几乎所有文献中使用的都是带有转换桥和相应的变换元素自换向原理。在早期的论文中,大多数换向配置是整流桥与同步斩波器组合,如图1 图1 多相同步斩波器组合 文献[3]-[5]表明同步斩波器组合已经应用于高功率交直流转换器中。在360Hz斩波频率运作中，级联配置在很高的转速范围内相互协调。它也显示提高功率因数的代价是输入高谐波电流。事实上, 谐波补偿成本与无功补偿网络成本相统一。因此,在同步斩波器组合中减少输入谐波的检查方法是很重要的。 分析了两种可能的方法来减少谐波。这两种方法:（1)增加斩波频率，(2)使用多相斩波器。增加斩波频率可以使用脉宽调制策略。然而,维护三相输入电流谐波成分，不增加斩波频率,必须增加整数倍转换器相数(q)。（）那么60Hz斩波频率只能产生360Hz，720Hz,1080Hz的频率等等。第二个选择是通过使用多相斩波逆变器与整流桥。结果,在输入侧和负荷侧都有显著的优点,并进行了详细的分析。 高频调制技术 减少输入谐波最明显的方式是增加斩波频率。如果可以无限制的增加频率，精密谐波技术可以抑制所有的低次谐波。这个谐波问题与特定的参考脉宽调制策略已被彻底研究。在交流线路接口,不同的约束变得适用。重叠晶闸管整流时存在线电感。在这种情况下,额外的时间要求电容电压逆转。这种“最低停留时间”的设置限制输出电压。当然,高频斩波器产生相应的小范围的输出电压，甚至在不存在任何线电感时，大功率晶闸管的恢复时间从50()到150(), 要求最低停留时间从150(）到400(）,从而限制输出电压的控制范围。保持这一点, 对于中高功率系统几百赫兹的斩波频率是一种合理的上限。然而文献[3],[4]中斩波频率被固定在360Hz,并分析了更高频率的影响。 传统的转换器延迟角代表可控自由度,通常被用来控制调节输出电压或负载电流。对于一个360Hz同步斩波器组合,额外的自由度是可用的,因为它的强力换向能力。允许其控制基本的功率因数。在量子力学随着斩波频率的增加总的自由度数是(m + 1)。额外的自由度可以被用于消除谐波。从保持电压控制要求和统一的功率因数上可以看出, 720Hz斩波器频率可以消除谐波成分,而1080Hz的频率同时可以消除两个谐波。 输入电流谐波分析 图2、3显示了高频同步斩波器斩波开关模式中的相电压和斩波输入电压。该线电流可以通过叠加桥梁的开关模式和斩波器进行重建。斩波器输入电压峰值电压集中在段。根据(1),m值电流脉冲发生在的斩波段。在三相操作中,斩波开关切换函数必须在段。图2显示了m值为偶数时相关的波形,图3显示了m值为奇数时的波形。如图所示。为奇数值时在存在一个脉冲。斩波器切换功能当m为偶数时 当m为奇数时，函数为　 图2 m为偶数时高频同步斩波器典型波形 图3 m为奇数时的高频同步斩波器典型波形 负载电流假设是一个无纹波直流电流。此斩波电流是通过多元化。交流线电流可以看作是电流的函数，如图2和3所示。 线电流采用傅立叶级数的技术分析其谐波。图2显示了线电流与相应的相电压。假设奇数对称性,采用傅立叶级数收敛的谐波,给出函数 （4） m 为偶数或奇数值的线电流均方根值组成成分的谐波，对于偶数m给出 对于奇数m值时给出 方程(5)、(6)给出m为任何价值时线谐波电流。为了找到这个算法来消除所需的谐波分量,相应的谐波电流是与零比较的值。其他的制约要求期望的输出电压。以类似方式,提供额外的自由度。 一个例子,m = 2对应于720Hz时的斩波器如图4所示。在(5)中输入谐波电流为 为了消除五次谐波分量,式(7)等于零（n = 5）。考虑到允许值，确保输出电压五次谐波的存在。相当于 函数的输出电压为 图4所示,如果 = 18°,要少于12°时含有谐波。这允许最大直流电压为0.79V。因此观察到谐波的消除限制在控制范围之内。 图4 720Hz同步斩波器的波形， = 15°消除六次谐波 另外一个问题变得明显，当两个低次谐波(五次和七次谐波)被作为函数的输出电压如图5。虽然第五次谐波得到合理控制,第七次谐波大大增加了,实际上大大超过了360Hz的情况。可供选择的试图减少第五和七次谐波。这可以通过尝试去消除一个不存在的第六次谐波分量。方程(7)显示为15°时不仅能消除，也允许增加