VIENNA整流器的设计与优化
2018-04-12曹丰文李武华何湘宁
电源学报 2018年2期
关键词:优化
刘 源 ,梅 烨 ,曹丰文 ,李武华 ,何湘宁
(1.浙江大学电气工程学院,杭州 310027;2.苏州职业大学电子信息工程系,苏州 215104)
为了满足日益增长的用电需求并且适应复杂多变的用电场合,大量的电力电子装置获得了广泛的应用[1]。为了解决电网三相交流供电与大量电子设备直流供电之间的矛盾,三相AC/DC整流器成为很多用电场合下电力电子设备中不可或缺的电气环节[2]。传统二极管整流器和相控整流器的网侧输入电流含有大量低次谐波,是电网谐波的最主要来源。有资料表明[3],在电力用户中,最大谐波源为电力电子装置用户的占比为90%,而其中最大谐波源为整流器的用户占89%。大量低次谐波造成了电网电能质量下降,进一步影响电网稳定性。所以,降低三相AC/DC整流器的输入电流谐波含量具有重要意义。
抑制三相AC/DC整流器输入电流谐波的一种方法是用普通桥式PWM整流器代替传统整流器。与传统整流器相比,PWM整流器具有网侧输入电流谐波含量低的特点,能够实现单位功率因数运行且直流侧电压可控。但其主要缺点是需要较多功率开关器件,尤其是在实现更多电平输出的情况下所需功率器件更多。针对此问题,Kolar教授于1994年提出了VIENNA整流器[4],VIENNA整流器进一步减小了功率开关数量,提高了功率密度,同时对大多现有的功率因数校正PFC(power factor correction)控制方法有良好适应性[5-7]。VIENNA整流器是基于三电平拓扑,具有开关应力小、输入电流总谐波失真度 THD(total harmonic distortion)低、结构简单等优点,广泛应用于微网、风能发电、功率因数校正和有源滤波器等场合[8-11]。……
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