移相多脉波不控整流的低谐波高效率AC/DC接口及其双向扩展OA

【目的】为降低大功率AC/DC变换器的谐波含量与运行损耗,并实现能量双向流动,本文提出了一种移相变压器(3→3N)+多脉波不控整流的整流方案。【方法】所提方案利用移相技术将三相扩展为3N相,使交流侧相位分布更加密集,从而有效提高整流脉波频率并削弱低次谐波;同时多路分流使得每一路电流幅值减小,电流得到分担。不控整流器避免了开关器件带来的开关损耗,仅存在导通损耗,进一步降低了系统整体损耗。将所提方案与三相变压器+六脉波不控整流以及三相变压器+绝缘栅双极晶体管(IGBT)全控整流两种方案进行对比分析。采用基于快速傅里叶变换的均方根计算方法评估总谐波畸变率(THD),通过稳态下的输出与输入功率比值计算转换效率。【结果】仿真结果表明,在相同滤波参数及负荷工况下,本文所提多脉波不控整流方案的THD最低,为7.57%,显著优于IGBT整流方案的12.87%和三相不控整流方案的17.96%;在满载条件下,三种方案效率分别为91.2%、88.2%和87.8%;在升级后的移相多脉波不控整流的低谐波双向扩展拓扑中,电池电流可平滑过零并实现换向。【结论】所提多脉波拓扑在控制复杂度较低的前提下,可实现低谐波失真与低损耗运行,结合全控结构的混合方案进一步拓展了能量双向流动能力。