三相桥式整流电路中谐波电流的计算新方法
三相桥式全控整流电路实验结论
三相桥式全控整流电路实验结论一、电路结构与工作原理三相桥式全控整流电路由三相交流电源、三相全控桥、负载电阻以及触发脉冲源等部分组成。
其工作原理基于三相全控桥的工作原理，通过控制触发脉冲的相位来控制整流输出的电压大小和方向。
二、触发脉冲与控制方式本实验采用脉冲变压器触发方式，通过调节触发脉冲的相位来控制整流输出的电压大小和方向。
控制方式采用移相控制方式，通过调节控制电压的大小和极性来控制触发脉冲的相位。
三、输出电压与负载特性实验结果表明，随着控制电压的增大，整流输出电压增大，当控制电压达到一定值时，整流输出电压达到最大值。
当负载电阻增大时，整流输出电压减小，当负载电阻达到无穷大时，整流输出电压达到最小值。
四、功率因数与谐波分析实验结果表明，采用三相桥式全控整流电路可以有效地提高功率因数，减小谐波对电网的影响。
但是，当整流输出电压增大时，谐波电流也会相应增大，因此需要对谐波进行抑制。
五、电路参数设计与优化为了提高三相桥式全控整流电路的性能，需要对电路参数进行设计与优化。
实验结果表明，触发脉冲的频率和移相角是影响整流输出电压大小和稳定性的关键因素。
因此，在参数设计时需要重点考虑这些因素。
同时，为了减小谐波对电网的影响，需要选择合适的滤波器参数。
六、实验结果对比与分析通过对不同控制方式下的实验结果进行对比与分析，可以发现采用移相控制方式可以有效提高整流输出电压的稳定性和调节速度。
同时，采用脉冲变压器触发方式可以有效减小整流输出电压的脉动和噪声。
七、电路性能评估与改进建议根据实验结果，可以对三相桥式全控整流电路的性能进行评估。
本实验中，采用了以下指标进行评估：整流输出电压的大小和稳定性、功率因数、谐波含量以及调节速度等。
通过对这些指标进行分析，可以发现该电路具有以下优点：可以实现对交流电源的整流作用；可以提高功率因数；可以实现对整流输出电压的快速调节等。
但是也存在一些不足之处，例如触发脉冲的脉动和噪声较大等问题。
三相桥式整流电路的谐波分析
三相桥式整流电路的谐波分析作者：曹军峰来源：《硅谷》2014年第16期摘要随着科学技术的快速发展，电力电子装置应用的越来越规范，尤其是整流电路，但是该电路在使用过程中，需要考虑所产生的谐波，文章针对这一问题进行分析。
关键词谐波；三相桥式；整流电路中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0138-01当前，在工作过程中，许多电力电子装置都会产生谐波，会对公用电网带来危害。
尤其是整流电源，大多数整流电源都是通过改变触发角α，来实现稳压或调压工作的，即相控调压。
这些相控调压设备大多是谐波源，对电网的危害主要表现在以下三个方面。
1）谐波使电网中的电力电子装置产生一部分谐波损耗，影响了发电设备、输电设备和用电设备的工作效率，除此之外，谐波的存在加大了火灾发生的概率。
2）谐波的存在使得电气设备不能正常运转，严重时会导致电网出线并联和串联谐振情况。
3）谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，会对邻近的通信系统产生干扰。
本文是以三相桥式相控整流电路为例，完成谐波分析。
1 三相相控整流电路整流的工作原理是利用三相交流电设备，将交流电转化成直流电，通用的交流电设备主要有：变频器、UPS等。
当前，整流环节的类型分为两种：1）使用二极管或可控硅的多脉冲整流；2）是使用IGBT的PWM整流技术。
因为整流环节会向输入侧电网注入谐波，对同一电网里的其他设备产生干扰，所以谐波的大小是区别各种整流技术的重要指标。
三相全控桥式整流电路由一组共阴极接法的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的三相半波可控整流电路串联而成。
因此，整流输出电压的平均值Ud为三相半波整流时的两倍，在大电感负载时为：，式中U2l为变压器次级线电压有效值。
为分析方便，把一个周期分为6段，每段相隔60°。
在第（1）段期间，a相电位ua最高，共阴极组的V1被触发导通，b相电位ub最低，共阳极组的V6被触发导通，电流路径为ua→V1→R（L）→V6→ub。
三相桥式整流电路中谐波电流的计算新方法
三相桥式整流电路中谐波电流的计算新⽅法三相桥式整流电路中谐波电流的计算新⽅法李槐树李朗如摘要提出了⼀种实⽤的新⽅法来计算三相桥式整流器所产⽣的谐波电流。
本⽅法考虑了交流侧电抗及电⽹中存在的谐波电压，导出了交直流两侧谐波电流的计算公式。
计算与实测结果表明，本⽅法准确实⽤。
关键词：三相桥式整流器波形畸变谐波电流谐波电压计算A New Method to Calculate Harmonic Currents in A Three-PhaseBridge RectifierLi Huaishu Li Langru(Huazhong University of Science and Technology 430074 China)Abstract This paper presents a new method to calculate the harmonic currents on both DC and AC sides in a three-phase bridge rectifier operating under pre-existing voltage distortion.The proposed method,which takes into account the AC side reactances and harmonic voltages already existing in AC network,gives out the calculating equations of DC and AC sides harmonic currents.Some practical rectifier circuits are calculated and carefully tested.The calculated results show that the proposed method is more accurate and more practical.Keywords:Three-phase bridge rectifier Voltage distortion Harmonic current Harmonic voltage Calculation1 引⾔电⼒系统中三相桥式整流器的使⽤极为⼴泛，由此引起的谐波电流也成了⼈们⽇益关注的问题。
基于PQ法的谐波电流与无功电流检测方法设计
科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界0引言电力电子技术在推动电力系统发展,灵活高效地利用电能的同时,其设备又成为电力系统中最主要的谐波源,同时消耗无功功率[1-2]。
谐波的危害是多方面的,主要体现在:1)对供配电线路的危害:主要是影响线路的稳定运行和电能质量;2)对电力设备的危害:包括对电力电容器的危害、对电力变压器的危害和对电力电缆的危害;3)对用电设备的危害:包括对电动机的危害、对低压开关设备的危害和对弱电系统设备的干扰。
4)对人体和电力测量准确性的影响:目前采用的电力测量仪表当谐波较大时将产生计量混乱,测量不准确。
谐波污染对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在的威胁,给周围的电器环境带来极大影响并对人体健康存在潜在危害,被公认为电网的危害和人体生命的杀手。
1电力谐波的定义目前国际普遍定义谐波为:谐波是一个周期电气量正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍[3]。
以正弦波电压为例,可以表示式(1):式中U是电压有效值,θ是初相角,ω是角频率,T为周期;对于周期为T的非正弦波信号,在满足狄里赫利的条件下,可分解为如式(2)的傅立叶级数。
u(t)=2√U sin(ωt+θ)(1)u(ωt)=a0+∞n=1∑a n cos nωt+b n sin nωt()(2)式中:a0=12π2π0∫u(ωt)d(ωt),a n=1π2π0∫u(ωt)cos nωtd(ωt),bn=1π2π0∫u(ωt)sin nωtd(ωt)。
频率与工频相等的分量称为为基波,频率是基波频率大于1的整数倍的分量称为谐波,其频率为基波频率的整数倍。
2基于PQ法的谐波电流和无功电流检测设计2.1三相瞬时无功功率理论图1琢茁坐标系中的电压,电流矢量PQ法的理论基础是三相瞬时无功功率理论。
三相电路瞬时无功功率理论最早在1983年由赤木泰文提出,它是以瞬时实功率P和瞬时虚功率Q的定义为基础。
三相桥式整流电路谐波的概率分析
三相桥式整流电路谐波的概率分析王喜莲;王翠【摘要】为了抑制谐波干扰,对三相桥式全控整流装置的谐波进行分析和预测,得到三相电压对称与不对称条件下谐波的成分、含量及THD.考虑三相电压不对称实际情况.以指数分布表示三相不平衡因子幅值的概率密度函数,建立了一种关于三相桥式全控整流电路的概率模型.利用此模型对整流装置交流侧电流中的特征谐波与非特征谐波的幅值和相角进行了分析,并采用Monte Carlo方法、电路模型抽样方法与所建立概率模型计算结果进行了对比验证,3种方法得到一致的谐波特性对比结果,验证了所建立概率模型的正确性.【期刊名称】《北京交通大学学报》【年(卷),期】2016(040)005【总页数】7页(P93-99)【关键词】谐波分析;概率模型;三相桥式整流电路;Monte Carlo【作者】王喜莲;王翠【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京100044;北京交通大学电气工程学院,北京100044【正文语种】中文【中图分类】TM71随着电网中的非线性负载越来越多，由此带来的谐波公害越来越严重，这一问题已经引起了众多学者和工业界的关注[1].研究整流装置的谐波产生机理，并用准确和实用的模型表征其谐波产生特性[2-3]，将更加有利于电力系统谐波问题的分析与治理[4].以大电感负载为例对三相桥式相控整流电路网侧电流进行傅里叶级数展开，得出结论：三相桥式相控整流电路相当于一个包含高次谐波的电流谐波源[5].因此准确地检测整流电路的谐波具有很实际的意义.整流电路的谐波分析中，时域仿真法是最准确的，但不能有效反映谐波源的谐波产生机理[6].频域法中的电流源法是根据系统的基频潮流结果及谐波源的典型频谱计算出特定运行条件下谐波源注入系统各次谐波电流的幅值和相角，但在系统电压畸变严重的情况下，结果不够准确[7].文献[8-10]讲述了概率方法在谐波分析中的应用.文献[11-12]讲述了Monte Carlo方法对于谐波处理的应用.文献[13-16]分别对6脉波和12脉波整流电路的概率模型仿真、Monte Carlo仿真结果进行对比，验证概率模型的可行性.这种方法只依赖于系统可调节变量，而与系统结构及外界环境无关，结果准确，有很好的应用价值.本文作者在此基础上，构建了一种新的概率模型，通过对三相桥式全控整流电路的交流侧电流进行傅里叶分析，根据得到的交流侧电流谐波成分及含量的不同分别进行分析.基于三相电源不对称性的内因和外因考虑，选择实际系统中常用的不对称因子搭建新的概率模型，对新的概率模型求取其概率密度函数并绘制相应的曲线，使用Monte Carlo方法和电路模型的仿真分析方法验证概率模型的正确性.在工业和生活用的负载中，大多是阻感负载，例如电动机、日光灯和电力机车等.阻感性负载提供直流电的整流器是电力电子装置谐波分析的主要对象，本文以三相桥式全控整流电路为例进行谐波分析.微网系统中的谐波源大致分为两类：电网电压的三相不平衡及电力电子原件组成的非线性负载.本文主要对这两类情况进行研究.当系统电源不对称时，其交流侧电流除了有5、7、11、13等次特征谐波外，还会出现3、6、9等次非特征谐波.具体仿真分析如下：利用Simulink模块库，在Matlab中的仿真平台中搭建三相桥式全控整流电路的电路模型，对其进行仿真分析得到交流侧电流的波形图，若无特殊说明，下文均以A相电流为例进行讨论.通过对三相桥式全控整流电路的交流侧电流进行(Fast Fourier Transformation,FFT)分析，可以得到关于谐波的具体信息：各次谐波的含量比例图和谐波总畸变率THD的值.图1、图2分别为三相电压对称与不对称时，且其他条件一定时,取的一组随机结果对比图.从图1与图2看出：在三相电源对称与不对称的情况下，交流侧电流波形大致相同，波峰处有差异.从傅里叶分析结果可以看出，特征谐波与非特征谐波相对于基波的含量大小.为方便观察谐波的值，图1、2(b)中基波的含量可近似化，在三相电源对称时，6k±1(k=1，2，3)次谐波含量很大，占据主导作用，即特征谐波是主要的谐波含量.而在三相电源不对称时，除了特征谐波含量占主导作用，非特征谐波也有一定的含量，即6k-3(k=1，2，3)次谐波，而系统的供电电源由于多方面因素的干扰，大多数情况下得不到三相对称电源，因此特征谐波与非特征谐波均在本文的讨论范围内.还可以看出，谐波总畸变率THD的值在三相电源不对称时较高.2.1 谐波的概率模型建立对于处于三相电压不平衡状态下的6脉波整流器——三相桥式全控整流电路，分析其用于谐波计算的简化数学模型和基本数学模型[17]，随后求取对应的概率密度函数是本文的研究主线.本文作者提出了一种新的概率模型，求取与之对应的概率密度函数及pdf曲线，同时利用基本的数学模型进行Monte Carlo仿真分析，从而验证用于简化概率模型的分析方法的正确性.同时本文还将在Matlab平台搭建电路模型，通过对交流侧电流谐波的幅值和相角随机取样进行仿真分析，验证概率模型与电路模型的吻合性.假设6脉波整流器的三相供电电压中含有复杂的不平衡因子UBF=τejθ，那么交流侧电流中h次谐波的幅值和相角的近似表达式为[16]式中：α是触发角也称控制角；θ为导通角；V为相电压；Rd为直流侧的等效电阻.式(2)中：当h=6k+1时，取”+”；当h=6k-1时，取”-”.式(4)中，U是为1或0的整数，当h=6k+1时，其值为1；当h=6k-1时，其值为0.Ih和βh分别为特征谐波(h=6k+1, k=1,2,3…)的幅值和相角的表达式；Jh和φh分别为非特征谐波(h=6k-3, k=1,2,3…)的幅值和相角的表达式.在实际的配电系统中，τ通常小于2%.从式(1～4)中，可以看到交流侧电流的幅值和相角基本上由触发角、不平衡因子的模值及相角决定.基于大多数情况的考虑，假定触发角服从均匀分布，三相电源的复杂不平衡因子的模值服从指数分布，不平衡因子的相角服从均匀分布.从实际情况考虑，三相电压的复杂不平衡因子取较小值时的概率较大，取较大值时的概率较小，因此选用指数分布来模拟.其中触发角、三相电源处不平衡因子的模值及相角的概率密度函数f(α)、f(τ)、f(θ)分别为式(6)中，λ>0是指数分布的一个参数.由已知的θ的概率密度函数，利用概率论的相关知识可以求得cos θ的概率密度函数为由于直接计算τcos θ的概率密度函数较复杂，通过软件仿真得到其图形，积分下限为0.01时的结果如图3所示.因此三相电源处的不平衡因子τcos θ近似服从期望为0，方差σ2=1/λ2的正态分布.2.2 概率模型的概率密度函数求解基于实用性和用途广泛性来考虑，下面对负载是否任意、三相电源电压不对称及α取不同值时特征谐波与非特征谐波的概率密度函数进行分析.由2节分析可知τcos θ服从正态分布，因而其线性组合也服从正态分布，由文献[13]知幅值和相角的概率密度函数，当固定负载、固定触发角及三相电源电压不对称时，特征谐波的幅值和相角的概率密度函数的表达式分别如下式中：特征谐波即h=6k±1次谐波k为正整数；非特征谐波即h=6k-3次谐波；k 为正整数.非特征谐波的幅值和相角的概率密度函数的表达式为其中Jh大于0.当处于任意负载和触发角在区间内变化及三相电源电压不对称时，特征谐波的幅值与相角的概率密度函数的表达式如下式中，h=6k±1，k为正整数.则有非特征谐波的幅值与相角的概率密度函数的表达式为式中(π2Rd)、X=Acos α、Y=-hπ/2±π/2，其中h=6k-3，k为正整数.对建立新的概率模型，通过求取其概率密度函数和运用Monte Carlo仿真及对电路模型采样得到概率密度曲线的方法进行吻合程度分析验证.通过3种分析方法分别得到概率模型的概率密度曲线并验证其吻合性.由概率模型的概率密度函数(式(9)～式(16))进而求得其概率密度曲线；Monte Carlo仿真分析方法，是利用程序语言实现对三相桥式全控整流电路交流侧电流的幅值和相角的概率分析的方法；以及对Matlab中Simulink环境下搭建的电路模型中交流侧电流幅值与相角于不同条件下多次采样而形成的概率密度曲线的分析.Monte Carlo仿真方法是通过对变量α、τ、θ分别进行104次采样，然后用于计算Ih、βh、Jh和φh的概率密度函数曲线.电路模型采样指的是对于搭建的电路模型在变量α、τ、θ及负载变化时，分别进行采样，从采样得到的数据中随机而又不失规律的取数，这样可使结果具有一般性，从而验证与Monte Carlo方法及概率分析方法的吻合度，以使概率分析方法更具适用性.3.1 幅值的仿真分析在α=15°，τ、θ取值变化一致、负载情况相同时，可以得到特征谐波中5、7、11、13次谐波幅值的概率密度函数情况如图4所示.从图4可以看出，随着谐波次数的增加，概率最大时谐波电流的幅值依次减小，并且谐波电流幅值的变化区间逐渐缩小，但是各次谐波的变化趋势极其相似，都类似于非标准的正态分布.因相似性，仅以5次谐波为例来研究其幅值的概率密度曲线在3种分析方法下结果的吻合性.图5(a)是在α=15°、τ的平均值约为电源电压的5%、θ服从0～2π间均匀分布的条件下的仿真结果.可以看出3种分析方法得到的结果具有高度的同一性.验证对于电路模型的适用性. 图5(b)是当α∈[15°, 60°]时，对于电路模型，抽取α、τ、θ及负载等变量在相应区间变化下的一系列取值，对其进行仿真验证，得到其对应的pdf结果.从图5(b)可以看出，其pdf曲线类似于正态分布，3种分析方法下的仿真结果对比，可以看到结果的吻合程度之高.图5(c)为α∈[15°, 85°]时，由图5(c)可观察到：概率模型分析方法与其他两种方法的吻合程度之高.7、11、13等次特征谐波可由类似的方法获得对应的概率密度函数，其变化趋势与5次谐波类似.交流侧电流非特征谐波幅值的概率密度曲线分析，在谐波成分中，非特征谐波的含量相对较少，在图2(b)中看到随着谐波次数的升高，含量依此减少，因此在h=6k-3次谐波中，仅以3次谐波为例进行论述.以下是对α=15°、τ的平均值约为电源电压的5%、θ服从0～2π间的均匀分布环境下的仿真分析，如图6(a)所示.可以看出下述波形图6(a)～图6(c)为正态分布图形的一半，电路模型仿真结果与概率方法分析结果和Monte Carlo仿真结果都高度吻合，验证了概率模型对电路模型的适用性.当α∈[15°, 60°]及α∈[15°, 85°]，其他条件不变时，仿真得到的图形分别如图6(b)、图6(c)所示.3种方法仿真结果的吻合程度可以明显的观察到.3.2 相角的仿真分析对于相角的仿真分析，同样采用3种方法进行仿真验证，对于5、7次特征谐波的相角,3种仿真方法得到的结果分析如图7(a)和图7(b)所示.对于3次非特征谐波的相角,3种仿真方法得到的结果如图7(c)所示.对于交流侧电流谐波的相角分析,分为特征谐波与非特征谐波两种情况,特征谐波中分别对5、7次谐波的相角在变化区间0～2π内的概率密度分布情况进行分析,非特征谐波中对3次谐波的相角在变化区间0～2π内的概率密度分布情况进行仿真分析.图7分别是3、5、7次谐波的相角分布情况进行仿真研究.其中α∈[15°, 90°]、τ的平均值约为电源电压的5%、θ服从0～2π间的均匀分布环境下的仿真结果.1)本文搭建了新的概率模型，该模型是基于统计分析的思想，能够实现对系统谐波很好的预测研究.相比于其他方法，本文方法能更好的反映系统谐波的概率分布情况，为谐波预测提供直观的依据.2)对三相桥式全控整流电路在变量α、τ、θ及Rd变化时的不同条件下，运用仿真方法对搭建的新的概率模型进行验证谐波的幅值及相角的变化特性：幅值及相角在相应变化区间的可能取值的概率大小，得到了大体一致的结果，验证了概率模型的正确性，为后续谐波的抑制分析奠定了基础.【相关文献】[1] 杨万开, 肖湘宁, 杨以涵. 电网中三相电压不对称谐波及负序电流检测方法的研究[J]. 电网技术, 1997, 21(11): 45-48. 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整流电路的谐波和功率因数
用户供电电 压 (KV)
0.38
电压畸变极 限(％)
５
6或10 35或63 110
４
３
1.5
B.用户单台变流设备接入电网的允许容量
用户供电电 压
(kV)
0.38
6或10
35或63
110及以上
设备型式
不控 半控 全控
不控 半控 全控
不控 半控 全控
不控 半控 全控
=0时：m脉波整流电路的整流电压
和整流电流的谐波分析
1) 整流输出电压谐波分析：
将纵坐标选在整流电压的峰值处，则在-/m~/m区间，整
流电压的表达式为：
ud0 2 cost
对该整流输出电压进行傅里叶级数分解，得出：
ud0
Ud0
bn
nmk
cos nt
Ud0 1
2 cos k
nmk n2 1
五、抑制谐波与改善功率因数
相控变流技术的电力电子装置存在着网侧功率因 数低以及投网运行时向电网注入谐波的两大问题。 采取措施，抑制以至消除这些电力公害是电力电子 技术领域中一项重要的研究课题，也是国内外学者 研究的热门课题。
bn
R2 (nL)2
n次谐波电流的滞后角为：
jn
arctan
nL
R
四、整流输出电压和电流的谐波分析
3） =0时整流电压、电流中的谐波有如下规律：
（1）m脉波整流电压ud0的谐波次数为mk（k=1，2，3...）次，即m的 倍数次；整流电流的谐波由整流电压的谐波决定，也为mk次；
（2）当m一定时，随谐波次数增大，谐波幅值迅速减小，表明最低 次（m次）谐波是最主要的，其它次数的谐波相对较少；当负载中 有电感时，负载电流谐波幅值dn的减小更为迅速；
三相全控整流电路最大谐波分量
三相全控整流电路最大谐波分量1. 介绍三相全控整流电路是一种常见的交流电转直流电的电路，其最大谐波分量是影响其性能和稳定性的重要指标。
在本文中，我们将深入探讨三相全控整流电路的最大谐波分量，以便更好地理解其工作原理和优化方法。
2. 三相全控整流电路的工作原理三相全控整流电路是通过控制器对三相交流电进行适当的控制，实现对输出直流电的控制。
在整流电路中，电流经过可控硅进行控制，从而实现对输出电压的调节。
3. 最大谐波分量的定义和影响最大谐波分量是指在整流电路输出的电压或电流中，谐波分量中具有最大幅值的成分。
谐波分量会导致电路中的功率损耗和电磁干扰，因此需要尽量减小其影响。
4. 最大谐波分量的计算在三相全控整流电路中，最大谐波分量的计算涉及到电路的拓扑结构、控制方式以及载波调制技术等方面的内容。
通过分析电路的数学模型和控制策略，可以得出最大谐波分量的具体数值。
5. 优化方法和控制策略为了降低三相全控整流电路的最大谐波分量，可以采用多种优化方法和控制策略，如谐波抑制技术、滤波器设计和改进控制算法等。
这些方法可以有效地减小谐波分量，提高整流电路的性能和稳定性。
6. 个人观点和总结通过对三相全控整流电路最大谐波分量的深入研究，我认为在实际应用中，需要根据具体的场合和要求，选择合适的优化方法和控制策略，以保证电路的工作效果和安全性。
我们也要不断学习和探索，以推动整流电路技术的发展和创新。
三相全控整流电路是一种常见的电力电子设备，广泛应用于工业生产、交通运输、电力系统等领域。
其主要功能是将交流电转换为直流电，以提供稳定的直流电源供应。
在不同的应用场景中，三相全控整流电路的最大谐波分量会对电路的性能和稳定性产生重要影响。
我们需要深入了解并优化最大谐波分量，以提高整流电路的工作效率和可靠性。
在三相交流电的整流过程中，不可避免地会产生谐波分量。
这些谐波分量不仅会导致电路中的功率损耗，还会产生电磁干扰，影响电力系统的稳定运行。
三相桥式不可控整流电路带电感电容滤波计算
一、概述不可控整流电路是一种常见的电力电子电路，其用途广泛，可以实现交流电到直流电的转换。
而在不可控整流电路中，三相桥式不可控整流电路因其电路结构简单、工作稳定可靠而得到广泛应用。
然而，在实际应用中，不可控整流电路的输出往往伴随着一定的谐波和波动，为了解决这一问题，常常会在电路输出端接入电感电容滤波器。
本文将对三相桥式不可控整流电路带电感电容滤波器进行详细的计算分析，以期为工程实践提供参考。
二、三相桥式不可控整流电路简介三相桥式不可控整流电路采用了三相桥式整流电路，其具有结构简单、电能利用率高等特点。
在电路中，当三相交流电输入时，经过变压器升压后，通过整流桥接入负载电路，将交流电转换为直流电。
整流电路采用晶闸管作为开关元件，实现了对电流的控制，从而保证了整流电路的稳定性和可靠性。
三、带电感电容滤波器原理及特点1. 带电感电容滤波器原理带电感电容滤波器是一种常见的电路滤波器，它是通过电感和电容的串联和并联组合来对电路的输出进行滤波，去除不必要的谐波和波动，使得输出电压平稳。
其原理是利用电感对电路中的高频部分进行阻挡，而通过电容对电路中的低频部分进行通行，从而实现对电路输出波形的平滑处理。
2. 带电感电容滤波器特点带电感电容滤波器具有频率选择性强、波形平滑、抑制谐波等特点，能够有效地改善整流电路的输出波形，提高电路的工作效率和稳定性。
四、三相桥式不可控整流电路带电感电容滤波器设计1. 电路参数确定在设计三相桥式不可控整流电路带电感电容滤波器时，首先需要确定待滤波的电路的参数，包括输入电压、输出负载等。
根据电路的具体参数，可以计算出所需的滤波器参数。
2. 电感电容滤波器参数计算电感电容滤波器的参数计算是基于电路的频率响应和阻抗匹配来确定的。
根据电路的输入频率和输出波形要求，可以计算出电感和电容的数值大小，使得滤波器能够有效地滤除不必要的谐波和波动。
3. 电感电容滤波器的连接方式电感电容滤波器的连接方式有多种，包括串联式、并联式等，根据电路的需求和设计要求选择适合的连接方式。
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三相桥式整流电路中谐波电流的计算新方法李槐树李朗如摘要提出了一种实用的新方法来计算三相桥式整流器所产生的谐波电流。
本方法考虑了交流侧电抗及电网中存在的谐波电压，导出了交直流两侧谐波电流的计算公式。
计算与实测结果表明，本方法准确实用。
关键词：三相桥式整流器波形畸变谐波电流谐波电压计算A New Method to Calculate Harmonic Currents in A Three-PhaseBridge RectifierLi Huaishu Li Langru(Huazhong University of Science and Technology 430074 China)Abstract This paper presents a new method to calculate the harmonic currents on both DC and AC sides in a three-phase bridge rectifier operating under pre-existing voltage distortion.The proposed method,which takes into account the AC side reactances and harmonic voltages already existing in AC network,gives out the calculating equations of DC and AC sides harmonic currents.Some practical rectifier circuits are calculated and carefully tested.The calculated results show that the proposed method is more accurate and more practical.Keywords:Three-phase bridge rectifier Voltage distortion Harmonic current Harmonic voltage Calculation1 引言电力系统中三相桥式整流器的使用极为广泛，由此引起的谐波电流也成了人们日益关注的问题。
安置滤波器是减小谐波电流的有效措施，然而多数滤波器的设计要求对整流器所产生的谐波电流进行计算。
计算结果愈准确，所设计的滤波器的效果也就愈佳。
通过对整流电路的分析而精确地计算谐波电流往往比较困难，时间仿真有时可以获得较为准确的结果，但需要复杂的仿真程序。
所以在一定的假设条件下，近似地估算谐波电流成了工程技术人员普遍采用的方法。
文献［3］对几种近似方法所产生的误差作了比较性研究，文献［4，5］中所提出的近似方法，提高了计算的准确性，但仅与仿真结果作了比较。
而且各种近似方法均假设交流电网中的电压波形为标准正弦的。
然而实际电网中，由于非线性负载的大量使用，会含有不可忽视的高次谐波电压。
本文对接入电压波形畸变的电网中的三相桥式整流电路进行了分析，提出了一近似方法来计算其交直流两侧的谐波电流。
对实际整流电路在接入电压波形畸变率不同的电网时所产生的谐波电流进行了计算，与实测结果比较表明，采用本方法具有较高的准确性。
文章还给出采用文献［4］中的方法所计算的相应结果。
2 整流电路直流侧带有LC滤波器的三相不可控桥式整流器电路如图1所示。
符号Xs ,XL,Xd,XC为基波电抗。
电网中除了含有基波电压外，还含有一系列的高次谐波电压，可表示为(1)(ν=5，7，11，…)式中kν，αν——ν次谐波电压系数及相角为分析计算方便，假设：(1)电压基波及各次谐波幅值恒定，且在一个周期内瞬时极大值与极小值之间，波形的单调性不变。
(2)不计交流侧内阻，且基波感抗Xs恒定。
(3)整流二极管具有理想特性。
(4)直流侧电流连续，且换流重叠角μ≤60°。
图1 三相不可控桥式整流器电路Fig.1 Equivalent circuit of three-phase bridge rectifier 3 计算原理由于直流侧的电感一般为有限值，直流侧电流会含有纹波，它对交流侧谐波电流会产生一定的影响。
下面首先分析直流侧的电流，再由两侧的电流关系，导出交流侧谐波电流的计算公式。
3.1 直流侧电流直流侧电流可用以下公式表示i d =Id0+Idncosn(θ-δn) (2)式中Id0——直流分量I d n，δn——n次谐波电流的幅值及相角由于电路的对称性，整流器工作状态可等效为两个相互交替的电路，如图2所示。
整流输出电压波形如图3所示，在第一个整流周期内有e d1=-1.5ebed2=ea-eb(3)图2 整流器工作状态等效电路(a)换流状态(b)导通状态Fig.2 Equivalent subcircuits of operation state图3 整流输出电压波形Fig.3 Wave form of output voltage计算换流起始角偏移量ξ以及换流重叠角μ时，只考虑整流电流中的直流分量Id0(由此引起的误差不大)，由换流起始点θ=π/6+ξ处的关系ea ｜θ=π/6+ξ=ec｜θ=π/6+ξ和换流期间内的关系2Xs.=ea-ec，经推导ξ及μ可由下列两式近似求取(4)(5)ν=6l±1(l=1，2，3，…)整流输出电压的傅里叶级数形式为e d =Ed0+Edncos(nθ-βn) (6)式中Ed0——整流输出电压的直流分量E d n、βn——n次谐波电压的幅值及相角(计算公式见附录中的1)于是，直流分量Id0为(7)由于整流电路在换流和导通状态的等效导纳不同，n次谐波电压在这两种状态下所产生的电流也不同。
可将它们分解成傅里叶级数形式，再将所有谐波电压所产生的n次谐波电流分量叠加，即可准确地求得直流侧的n次谐波电流。
计算过程较为复杂。
此处，我们采用一种简便的近似方法，即由换流和导通状态的不同导纳的平均值，求取直流侧n次谐波电流。
由于换流及导通状态下的n 次谐波导纳分别为(8) 其中Y n1及Yn2在区间π/3(π/6+ξ，π/2+ξ)上的平均值Yn为(9)于是直流侧n次谐波电流为(10)3.2 交流侧电流根据交直流两侧的电流关系，由直流侧电流可导出交流谐波电流的计算公式。
由于三相电流对称，所以只需计算a相电流。
换流重叠角μ的近似计算，使得前半周期a相电流在θ=π/6+ξ+μ及θ=5π/6+ξ处可能不连续。
为保证a相电流的连续性，本文对区间［π/6+ξ，π/6+ξ+μ］及［5π/6+ξ，5π/6+ξ+μ］的a相电流作了修正，修正后的a相电流如下：(1)-π/6+ξ+μ＜θ≤π/6+ξia=0(2)π/6+ξ≤θ≤π/6+ξ+μ(3)π/6+ξ+μ≤5π/6+ξi a =id=Id0+Idncos(nθ-δn)(4)5π/6+ξ≤θ≤5π/6+ξ+μi a =i2=Id0-Id1+in（θ）+式中于是，a相电流的级数形式为(11)式中，系数Aν，Bν的计算公式见附录中的2。
ν次谐波电流幅值及相角分别为(12)4 谐波电流的计算与实测为验证本方法，对部分整流电路谐波电流进行了计算与实测。
为表达方便，采用了标幺值数据形式。
基波电流与基波阻抗分别定义为I dbase =P/EmZbase=E2m/P式中P——整流器额定输出功率直流侧n次谐波电流以其有效值与平均电流Id0的比值表示；交流侧ν次谐波电流以其幅值与基波电流幅值的比值表示。
交流侧电流波形畸变率计算到ν=25(13)表1～3中数据显示，文中方法在几种不同情况下均能给出与实测很相近的结果，如直流侧6次谐波电流的平均误差小于4%，交流侧5次、7次谐波分量平均误差均小于2%。
当等效导纳较小时，直流谐波电流也较小，其对交流侧谐波分量的影响也不大(如表1、2)；而当等效导纳较大时，直流谐波电流也较大，其对交流侧谐波分量的影响也增加。
电网谐波电压对谐波电流分量有较大的影响；例如整流电路3由于其各次谐波等效导纳较大，而Id0较小，直、交流谐波电流分量相应较大，在此情况下，只考虑电网中的基波电压来计算谐波电流时误差也大。
表1 计算与实测结果(整流电路1：x s =0.172，x L =0，x d =4.910，x c =∞，r d =9.835，I d =0.168)Tab.1 Calculated and tested resluts of harmonic currents ofrectifier circuit 1(%)表2 计算与实测结果(整流电路2：x s =0.172，x L =0.482，x d =1.926，x c =41.10，r d =5.24，I d =0.311)Tab.2 Calculated and tested resluts of harmonic currents ofrectifier circuit 2(%)19 23 THD 1.650.9523.831.670.8823.981.891.0624.601.981.2224.672.241.3425.802.121.3025.921.500.8523.96表3 计算与实测结果(整流电路3：xs =0.172，xL=0，xd=0，xc=∞，rd=0.956，Id=0.1556)Tab.3 Calculated and tested resluts of harmonic currents ofrectifier circuit 3(%)谐波次数k5=0k7=0kν=0α5=0°α7=0°(ν≥11)k5=0.0249k7=0.0068kν=0α5=24.9°α7=21.39°(ν≥11)k5=0.0681k7=0.0273kν=0α5=22.9°α7=20.13°(ν≥11)文献［4］的计算结果计算结果实测结果计算结果实测结果计算结果实测结果直流侧6121827.414.221.4327.884.561.4031.774.991.5632.125.601.5536.366.521.9235.896.211.7927.234.161.41交流侧571113171923THD36.239.062.885.742.592.771.6838.1535.9210.003.286.003.012.791.7238.0238.5713.013.526.082.693.011.8441.5839.3112.563.644.283.232.782.0141.9441.4416.467.263.942.182.331.3845.5040.6717.028.133.983.012.211.2145.1936.448.673.356.163.132.741.2638.385结论本文提出的方法能够较为准确地计算三相桥式整流器交直两侧的谐波电流。