二十四脉波整流资料全
二十四脉波整流资料
3．24脉波整流机组整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。
整流机组的设计、结构特点和保护方式关系到整个直流牵引供电系统的正常运行。
目前，为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动量，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台相同容量l2脉波的整流变压器[9]和与之匹配的整流器共同组成。
3.124脉波整流机组的作用及要求在地铁供电系统中，牵引变电所高压侧的电压多为35kV AC(或33kV AC)，而接触网的电压为1500V DC(或750V DC)，所以需要降压和整流。
整流机组包括整流变压器和整流器，其作用是将35kV AC(或33kV AC)降压、整流，输出1500V DC(或750V DC)电压供给地铁接触网，实现直流牵引。
地铁牵引变电所一般设于地下，所以整流机组也安装在地下室内。
整流变压器宜采用干式、户内、自冷、环氧树脂浇注变压器，其线圈绝缘等级为F级，线圈温升限值为70K/90K(高压，低压)，其承受极限温度为155℃，铁心温升在任何情况下不应产生损坏铁心金属部件及其附近材料的温度。
在高湿期内可能产生凝露，应采取措施防止凝露对设备的危害。
整流器采用自然风冷式，适用于户内安装。
整流器柜宜采用独立式金属柜，二极管及其它元件的布置应考虑通风流畅、接线方便，同时便于维护、维修。
整流器与外部连接的跳闸信号采用接点方式，报警信号采用数字方式。
柜的上部及底部开口，采取措施防止小动物进入，正面和后面有门，各部件与柜应绝缘。
整流变压器应从结构上进行优化设计，以抑制谐波的产生，减少电磁波干扰。
整流机组产生的谐波电流应满足国家标准的规定，并满足我国电磁兼容相应的标准[10]。
根据IEC164规定，地铁作为重型牵引负荷，其负荷等级为VI级，整流机组设备的负荷特性满足如下要求：100%额定负荷时可连续运行；150%额定负荷时可持续运行2h；300%额定负荷时可持续运行1min。
整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有1个损坏时，能全负荷正常运行。
城轨24脉波整流器的有源滤波器研究
ｌ ３ 次谐 波 ，谐 波含量仍不容 忽视 。
谐 波 方 面 有 很 大 的 优 势 ，所 以 ， 现 当 谐 波 含 量 超 过 规 定 值 后 对 城 市 轨 波 的 国 家 标 准 ，对 各 级 公 用 电 网 ４ 脉 道交通动力 系统和 电网会造 成严重 的 谐 波 电压 和 用 户 诸 如 电 网 的谐 波 在 的城 市 轨 道 交通 系 统 均 采 用 ２
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（ １ ） 由于 谐 波 电 流 的存 在 ，对 不 考 虑 非 特 征 次 谐 波 ，而 且 城 市 轨
城市轨道 交通 系统一般 采用整 邻 近 的 通 信 系 统 会产 生 干 扰 ，轻 则 道 交 通 供 电系 统 的谐 波 参 数 比较 复
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１ 城轨 ２ ４ 脉 波 整 流 机 组 供 电
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24脉波整流变压器电流的谐波计算分析
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"##直流侧电流谐波分析
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新24脉波二极管整流器系统实用程序界面
新24脉波二极管整流器系统实用程序界面摘要本文提出了两个新的无源24脉波的二极管整流器系统实用程序界面应用于PWM交流电机驱动器，第一种方法采用一个扩展三角形变压器装置，它导致串联的漏感与每个二极管整流桥漏感接近，这促进了相同的电流共用和性能改进。
一个特定抽头相间电抗器随后与另外两个二极管引入但从输入当前点延伸，从传统的12脉动运行至24脉动运行。
所提出的系统用于第5，7，11，13，17和19实用线路电流消除谐波时表现出清洁电力的特性。
第二个方案是采用降低自耦变压器千伏安的方法获得24脉动运行，第二方案的多相变压额定容量是0.18P0（PU）。
从详细的分析和仿真验证所提出概念并设置208V，10kV A整流系统，研究实验结果。
1简介提出的许多方法都被用来降低由二极管整流型实用接口产生的谐波电力电子系统。
[2-6]一种方法是使用常规的12脉冲变流器，需要通过AY连接的两个六脉冲转换器和AA隔离变压器（图1）。
需要一个相间电抗器，以确保在两个三相二极管桥式整流器的独立操作。
常规的12脉冲变流器的结果中不存在的第五和第七谐波在输入电线路电流的运作。
但是，输入线电流的的THD仍然很高，并不符合清洁电力的条件。
在本文中，通过进一步增加脉冲数和取消一些低次谐波，引入一个特殊抽头相间电抗器通过连接两个附加二极管如图2（图解1）。
对相间电抗器的抽头选择使得应用24脉冲的特征消除第5，7，11，13，17和19次谐波输入线电流的出现。
因此，该方法在硬件略有复杂的输入电流点扩展了传统的12脉动运行至24脉动运行。
此外，引入采用一个自耦变压器构成的减压千伏安24脉冲系统，如图6所示。
（图解2）。
多相变压第二方案的额定容量为0.18P0（PU），这大大降低了成本，重量和体积。
方案I和I1都展示出了清洁电力的特性，这也被认为是一个重要的贡献。
详细分析讨论抽头相间电抗器的设计和所产生的24脉冲整流二极管系统，所提出的系统模拟了SABER以及实验室进行的208V，l0kV A的实验结果。
脉波整流原理精选文档
脉波整流原理精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-等效24脉波整流机组原理分析整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。
目前，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台12脉波的整流变压器和与之匹配的整流器共同组成。
理论上只要满足12相24脉波整流系统的要求，组成24脉波的2台变压器的联结组可以有很多种，如Dy5／Dd0一Dy7／Dd2、Dyl l／d0一Dyl／d2等。
12脉波整流采用的整流变压器为轴向双分裂式牵引整流变压器，变压器阀侧绕组采用d、Y接法；与之相匹配的单台整流器由2个三相6脉波全波整流桥组成，其中一个整流桥接至整流变压器二次侧“Y”型绕组，另一个整流桥接至整流变压器二次侧“△”型绕组，两个三相整流桥并联构成6相12脉波的整流变电系统。
单台12脉波整流机组输出波形如图1所示。
图1 单台12脉波整流机组输出波形图两套相同的十二脉波整流机组并联工作并不会改变整流脉波数，只有当两套机组的整流变压器网侧绕组分别移相+°和﹣°，并联工作时，才能形成等效二十四脉波整流。
为了实现24脉波整流，两台整流变压器的基本联结组别可采用Dyll／Dd0和Dyl／Dd2。
每个牵引变电所内并联运行的2台整流变压器原边绕组分别移相+°和一°，目前为了实现两台整流变压器在网侧实现±°的移相，在整流变压器原边采用延边三角形接法，其相量关系图如图2和图3所示。
一次侧三角绕组联结（延边三角形）二次侧y结构向量关系图二次侧D结构向量关系图图2 +°变压器向量关系图一次侧三角绕组联结（延边三角形）二次侧y结构向量关系图二次侧D结构向量关系图图3 ﹣°变压器向量关系图由于变压器网侧实现±°的移相，使2台整流变压器次边电压相位差45°，经整流器实际输出的直流波形有l5°的相位差，并联运行就构成了等效24脉波整流。
24脉波整流原理
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等效24脉波整流机组原理分析
整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。
目前，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台12脉波的整流变压器和与之匹配的整流器共同组成。
理论上只要满足12相24脉波整流系统的要求，组成24脉波的2台变压器的联结组可以有很多种，如Dy5／Dd0一Dy7／Dd2、Dyll ／d0一Dyl ／d2等。
12组采用d 、Y 一个整流桥接至整流变压器二次侧“Y 单台12脉波整流机组输出波形如图17.5°，并联工作时，才能形成等效二十Dyll ／Dd0和Dyl 2台整流变压器原边绕组分别移相+7.5°和一7.5°的移相，在整流变压器原边采用延边三角形接法，其相量关系图如图2和图3所示。
一次侧三角绕组联结（延边三角形）二次侧y 结构向量关系图二次侧D 结构向量关系图
图2+7.5°变压器向量关系图
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15°。
结组
别：Dyll ／d0T2联结组别：Dyl ／d2
图424脉波整流机组原理。
24脉波整流的直流电机供电与控制系统研究_马西庚
图1基于自耦变压器的24脉波整流电路图定稿日期：2011-05-30作者简介：马西庚（1957-），男，山东桓台人，教授，研究方向为电力电子技术及其应用。
1引言随着电力电子技术飞速发展，三相大功率整流技术已广泛应用于直流电机调速系统[1]。
在该系统采用的各种整流电路中，6脉波三相桥式全控整流电路应用最为广泛。
但大多数整流电路如带电容滤波的三相不可控整流和晶闸管相控整流装置均为典型的非线性负载，引起了网侧电流、电压波形畸变，导致较严重的电网谐波污染[2]。
文献[3-5]提出了多种改善整流电路输入电流波形的方法，其中24脉波整流电路能消除传统三相桥式全控6脉波整流电路中所含有的5，7，11，13，17，19等次谐波，降低了输入电流的谐波含量，减少了所串平波电抗器的电感量，提高输出电流的连续性。
在此提出了一种24脉波整流直流电机供电与控制系统，分析了对整流环节输入电流特性、输出电压特性，以及系统结构、工作原理，实验证明该系统具有较好的谐波抑制能力，能提高电机运行平稳度。
2系统整流电路结构及特性分析2.1系统整流电路结构与网侧电流特性直流电机供电与控制系统基于自耦变压器的24脉波整流电路如图1所示。
自耦变压器初级绕组与三相主电源三角形联接，次级绕组产生4组幅值相等，相位依次相差15°的三相电压（u a1，u b1，u c1），（u a2，u b2，u c2），（u a3，u b3，u c3），（u a4，u b4，u c4），分别与整流桥相连，再通过3组平衡电抗器并联4组整流桥组成24脉波整流电路。
自耦变压器每相次级有6个绕组，设初级绕组匝数为n 1，次级绕组匝数为n 2~n 7，则有：n 1∶n 2∶n 3∶n 4∶n 5∶n 6∶n 7=1.71723∶0.13053∶0.13053∶0.34713∶0.34713∶0.07802∶0.07802。
由此设置变压器初、次级绕线参数比。
网侧电流最终表达式为：24脉波整流的直流电机供电与控制系统研究马西庚，徐峻涛，路茂增，张昊（中国石油大学（华东），山东东营257061）摘要：提出了一种基于自耦变压器的24脉波整流直流电机供电与控制系统。
24脉波整流相角差说明
24脉波整流相角差说明要实现等效二十四相整流,就必须使两变压器T1和T2的低压输出之间移相15°(或45°)角,经过分析,我们在高压侧采用延边三角形移相方法。
下面以Dy11d0联结组别为例，说明移相15°和移相45°的不同点。
1.移相15°为了满足T1和T2低压输出之间相角差为15°的要求，若T1联结组别为D(-7.5°)y11d0，即在Dy11d0的基础上右移7.5°。
根据高压侧延边三角形的移相原理，变压器T2联结组别为D(+7.5°)y1d0或D(-22.5°)y11d0便可达到两变压器相角差15°的目的。
方案一：联结组别为D(-7.5°)y11d0和D(+7.5°)y1d0的两台变压器组成24脉波整流时，此两台变压器的不同之处在于高压线圈外部连接杆连接以及低压的d接线圈的外部连接，因此，若两变压器进行互换时，需改变高压连接杆的外部连接和d接的低压线圈外部连接，但由于低压出线为焊接连接，其外部连接的更改是比较麻烦的，在变压器运行现场不能实现。
因此，采用此方案，两台变压器的互相兼容性差，其备品备件要2台以上(各需要1台)。
方案二：联结组别为D(-7.5°)y11d0和D（-22.5°）y11d0的两台变压器组成24脉波整流时，此两台变压器的不同之处在于高压移相角度不同，高压线圈的设计不一样，此方案的缺点除了互换性差(需更换高压线圈才可达到互换的目的)以外，还存在两台变压器的移相角度偏差大，整流精度低等缺点。
2.移相45°为满足T1和T2低压输出之间相角差为45°的要求，T1和T2的联结组别可分别为D(-7.5°)y11d0和D(+7.5°)y1d2，此两台变压器不同之处只在于高压线圈的外部连接不同，因此两台变压器的线圈在设计和工艺上完全相同的，它们只需改变外部连接杆连接位置便可满足各移相-7.5︒和+7.5︒的要求，使两台变压器具有很好的互换性，在变压器运行现场也可以实现互换，备品备件只需要1台便可，减少了设备的投资。
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3．24脉波整流机组整流机组是地铁直流牵引供电系统中的重要设备之一。
整流机组的设计、结构特点和保护方式关系到整个直流牵引供电系统的正常运行。
目前，为了提高直流电的供电质量，降低直流电源的脉动量，城市轨道交通多数采用等效24脉波整流机组，一般都由两台相同容量l2脉波的整流变压器[9]和与之匹配的整流器共同组成。
3.124脉波整流机组的作用及要求在地铁供电系统中，牵引变电所高压侧的电压多为35kV AC(或33kV AC)，而接触网的电压为1500V DC(或750V DC)，所以需要降压和整流。
整流机组包括整流变压器和整流器，其作用是将35kV AC(或33kV AC)降压、整流，输出1500V DC(或750V DC)电压供给地铁接触网，实现直流牵引。
地铁牵引变电所一般设于地下，所以整流机组也安装在地下室。
整流变压器宜采用干式、户、自冷、环氧树脂浇注变压器，其线圈绝缘等级为F 级，线圈温升限值为70K/90K(高压，低压)，其承受极限温度为155℃，铁心温升在任何情况下不应产生损坏铁心金属部件及其附近材料的温度。
在高湿期可能产生凝露，应采取措施防止凝露对设备的危害。
整流器采用自然风冷式，适用于户安装。
整流器柜宜采用独立式金属柜，二极管及其它元件的布置应考虑通风流畅、接线方便，同时便于维护、维修。
整流器与外部连接的跳闸信号采用接点方式，报警信号采用数字方式。
柜的上部及底部开口，采取措施防止小动物进入，正面和后面有门，各部件与柜应绝缘。
整流变压器应从结构上进行优化设计，以抑制谐波的产生，减少电磁波干扰。
整流机组产生的谐波电流应满足国家标准的规定，并满足我国电磁兼容相应的标准[10]。
根据IEC164规定，地铁作为重型牵引负荷，其负荷等级为VI级，整流机组设备的负荷特性满足如下要求：100%额定负荷时可连续运行；150%额定负荷时可持续运行2h；300%额定负荷时可持续运行1min。
整流器的设计应满足当任一臂并联的整流管有1个损坏时，能全负荷正常运行。
整流器每个臂并联整流管的电流不平衡度小于10%。
直流侧空载情况下,整流变压器施加35×(1+0.05)kV的交流电压时,直流侧输出电压不超过1800 V。
3.224脉波整流机组的构成24脉波整流机组的主电路原理图如图3-1所示。
整流机组主要有两台12脉波轴向双分裂式牵引整流变压器和四组全波整流桥组成。
每台变压器阀侧二套绕组分别接成d接法和y接法，其线电压天然形成30°的相差。
两台变压器的网侧采用延边三角形接法，分别移相±7.5°，这样形成的两台变压器的四套阀侧绕组的线电压相量互差15°相位，分别经全波整流后，在直流侧并联运行，形成24脉波整流系统。
+-图3-124脉波整流机组主电路原理图3.324脉波整流机组原理分析图3-2为轴向双分裂式变压器的绕组布置示意图。
这种变压器的网侧为一个不分裂的绕组，分为上下两个支路，两支路并联联结。
两组阀侧绕组沿轴向布置于同一铁心柱上，其本身并没有串联或并联，而是将其头尾各自采用y联结和d联结分别引出，分裂成两个支路。
这种阀侧绕组分裂为两个支路布置在同一个铁心柱上的轴向双分裂变压器可以使阀侧两个支路并联运行，同时向负载供电，即同时各供一三相桥式整流器。
阀侧绕组一组采用y联结，另一组采用d联结，使它们的线电压有效值相等。
变压器阀侧绕组同名端线电压的相位差为2π/12(电角度为30°)，这就形成每周期含有12脉波的6相整流系统。
如果有两台这样的变压器，一台移相+7.5°，另一台移相-7.5°，两台变压器组成一套移相变压器组，这就形成了12相24脉波的移相变压器，其阀侧同名端线电压的相位差为2π/24(电角度为15°)，阀侧电压相量图如图3-3所示。
a 2AX2a 1x 1a 1b 1c 4b 42c 4a 4c 2a 2c 3a 3b 2b 3a 3b 1a 1b 4c 4b 3b 3244a 2c 233图3-2 轴向双绕组双分裂变压器绕组布置 图3-3 阀侧电压相量图在选择地铁整流机组的规格时，尽量考虑采用带三角形联结的变压器，同时尽可能的增加整流的相数，变压器采用Dy11d0-Dy1d2或Dy5d0-Dy7d2 都符合这一设想。
变压器采用Dy11d0-Dy1d2联结的整流机组，单台变压器运行时只是12脉波，要获得24脉波，需两台并联运行。
对于变压器采用Dy5d0-Dy7d2接线的整流机组同样如此。
在实际运行时，一台变压器退出运行，则联跳另一台变压器，可通过邻近变电所实行大双边供电保证列车运行。
如果只运行一台变压器，则电网谐波含量会较正常时增加。
24脉波整流机组输出直流电压的纹波系数较12脉波小，Dy11d0-Dy1d2两台变压器互换性好，从Dy11d0-Dy1d2的结法可以看出，两台变压器的互换只需改变一次侧接入电网的相序即可。
当励磁电流的3次谐波或零序分量能够流通时，三倍次谐波或三的整数次谐波电流就不注入电网，可选择两台轴向双分裂的变压器，一台(T1)联结组为Dy11Dd0，如图3-4所示；另一台(T2)为Dy1Dd2，其中D 联结为延边三角形，如图3-5所示。
根据两台变压器的接线，可绘制出其相量图如图3-6(T1)和图3-7(T2)所示[11]。
a2b2c2a3b3c3A BCa2b2c2a3b3c3A B C（a ）高压绕组 （b ）低压绕组 （a ）高压绕组 （b ）低压绕组 图3-4 T1整流变压器Dy11-d0绕组联结图 图3-5 T2整流变压器Dy1-d2绕组联结图CCCB 1（a ）一次侧D 结绕组联结 （b ）二次侧y 结绕组相量图（c ）二次侧d 结绕组相量图图3-6 变压器T1的结构及相量图CCCB （a ）一次侧D 结绕组联结 （b ）二次侧y 结绕组相量图 （c ）二次侧d 结绕组相量图图3-7 变压器T 2的结构及相量图分析图3-6和3-7的相量图可知，若以水平右方向为参考方向，则可得其它电压相量的相位角分别为：(1) 对于变压器T1一次侧电压相量U A1B1的相位角为112.5°；二次侧电压相量U a2b2的相位角为142.5°(y 结)，U a3b3的相位角为112.5°（d 结）。
(2) 对于变压器T2一次侧电压相量U A1B1的相位角为127.5°；二次侧电压相量U a2b2的相位角为97.5° (y 结)，U a3b3的相位角为67.5°(d 结)。
观察图3-6和3-7的相量图并利用上述分析的结果可知，对于同一台变压器，其阀侧(二次侧)绕组同名端线电压的相位差为30°(142.5°-112.5°=97.5°-67.5°=30°)；而两台变压器的网侧(一次侧)并联接入电网时，相当于其一次侧各移相7.5°(不同的旋转方向)，使T1变压器一次侧三角形绕组电压与T2变压器原边三角形绕组线电压有15°的相位差(127.5°-112.5°=15°)，而两台变压器二次侧对应的线电压相位差为45°(142.5°-97.5°=112.5°-67.5°=45°)，上述结果如图3-8所示。
a3b3U A1B1U a2b2(T1)-β2I 2N图3-8 两台变压器的相量关系图 图3-9 磁势平衡相量图3.4 24脉波移相整流变压器网侧绕组分析1. 网侧绕组电压、匝数及移相角的确定网侧绕组的±7.5°移相是通过两种不同的延边三角形接线来实现的，其绕组接线原理图与相量图分别如图 3-4(3-5)和3-6(3-7)所示。
由于二台变压器的网侧仅接线方式不同，其它的参数都完全相同[12]。
以下就一种接法来讨论三角段的电势U d 、延边段电势U y 和移相角α之间的关系。
由网侧电压相量及三角函数关系可知(α=7.5°)：sin 2y sin 3sin1201UU αα== （3-1） sin(60)2d y sin(60)3sin1201U UU αα+-==- （3-2）则 )sin(60)sin 2cos30sin(30)d 2sin(30sin120sin120sin1201UU αααα--=-==- （3-3）3sin )3d 22sin sin 2tg 2yU U αααααα--===- （3-4）如设计时取匝电势为e t ，那么三角段线圈匝数和延边段线圈匝数，可按式(3-5)及式(3-6)确定：dd tU N e ≈（3-5） y y tU N e ≈（3-6）但线圈的匝数必须取整数，因此当确定了N d 和N y 之后，还必须校核移相角α及线电势U 1的幅值。
由(3-4)可得：11d d y ytg tg 223U N U N α--=≈+´（3-7） 同时由相量图3-6可知：1tU =≈´（3-8）2. 网侧绕组中的基波电流由于延边段线圈电流I y 是三角形段线圈电流I d 二相电流的相量和，因此其幅值为：y d I （3-9）且相位相差30°相角，正移相为-30°，负移相为+30°。
在忽略激磁电流的条件下，初次级绕组的磁势平衡如下式：y y d d 22N I N I N I += （3-10）其相位关系由相量图3-9所示。
由相量图3-9的几何关系可知：y y d dsin sin(30)N I N I ββ=-（3-11）由此导出：y d y d sin(30))sin sin I N N I ββββ--== （3-12）而由式(3-4)可知：d d y y N U N U ≈=（3-13） 两式比较可知β=α，将磁势平衡方程进行分解，可得两组磁势平衡组：y y d d 22y y d d cos(30)cos3-14sin(30)sin 3-15 N I N I N I N I N I αααα⎧-+=⎪⎨-=⎪⎩ 纵向分量 （）正交分量 （）其中纵向分量是与次级磁势平衡的基本分量，而正交分量是三角段线圈与延边段线圈相互平衡的附加部分。
将纵向分量式(3-14)代入式(3-9)，并考虑式(3-1)和(3-3)及U 2=N 2e t ，可得：d 2211222211cos(30)cos(30)2sin(30)cos 2sin cos(30)2sin 30I U I U U U I U IU U αααααα=-≈-=-+-==（3-16）22y d 1I I U ==（3-17） 网侧绕组的基波容量为：1111y 2223S I I U I S === （3-18）可见变压器网侧与阀侧的交流基波容量是一致的，但是由于网侧采用了延边三角形接法，其设计时的材料容量是有所增加的。