单相整流器DC-link有源电容设计开题报告

全文总字数：6435字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1目的及意义

现如今人们对电能的需求越来越高，以节能高效、合理优质使用电能为特点的电力电子装置得到了空前的发展。传统的整流电路基本都采用不可控整流，输出并联大电容滤波使得大量谐波及无功注入了电网，造成电网被严重“污染”。整流器由于被看作是电网最主要的“污染”源，学术界对此的关注也是最早最多的，大量的研究工作随即开展起来。导致这种电网谐波“污染”主要原因是由于在常规整流环节中开关管的非全控性及控制方法的缺陷，使得这些整流系统在实现整流的过程中不可避免引起网侧电流的非正弦化运行、功率因数低，而在能量变换过程不可以双向变换，难实现能量回馈利用，这与当前国家倡导的节能环保的政策相违背用。在现有的技术水平下解决电网污染的方法主要有两种，第一种是将补偿器加入到电力系统中从而达到补偿电网中的无功功率和谐波的目的，像静止无功功率，有源滤波等；第二种是设计使输入正弦波形谐波含量低、高功率因数的整流电路。第一个措施是将产生的谐波之后再进行补偿，效果不理想；第二个措施是将对谐波源进行处理来阻止谐波的出现，这是解决谐波问题最实质最根本的措施。

电力电子变流技术伴随着电力电子器件一步步的发展、成熟，也驶入了发展的快车道，特别是全控型器件igbt 及igct等新型器件的不断完善，使得更多的变流电路进入了全控时代，同时使电路的控制变得更加简洁。在控制电路的控制方法方面，采用了pwm 这一新的控制方法，使得电力电子电路的性能有了很大改善，以前一些难以实现的控制策略借助这一技术而得以实现。运用这样的技术使得整流电路在工作中能使整流系统在单位功率因数下运行，使电网侧电流按照正弦规律变化。同时也可以让能量双向流动，实现绿色电力变换，有比较快的动态控制响应的优点，这种被称为脉宽调制整流电路，也称为单位功率因数

2. 研究的基本内容与方案

2.研究的内容及方案

单相pwm 整流的电路结构有半桥与全桥之分。半桥型直流侧由二个电容串联，其中间的点与交流电源连接。和半桥相比，全桥电路的整个直流环节可全部施加到负载电阻上，是半桥型整流器的最大输出电压的两倍，即在相同的输出功率的情况下，全桥型整流器的开关电流为半桥型整流器的一半。pwm整流电路分类成电压型整流电路和电流型整流电路二种。电流型pwm 整流电路的特点是输出端要串联滤波电感来稳定输出电流使其具有比较低的纹波，使直流侧电流近似平滑；电压型pwm 整流电路的特点是输出端并联比较大的电容值来维持输出电压的稳定，使其输出负载电压为稳定的直流电压。电压型pwm整流的优点是电路结构简单，便于控制，响应速度比较快，综合考虑以上的分析，本课题以单相全桥电压型整流电路为研究对象。

为了降低电容器纹波电流应力或放松所需的直流母线电容，已经进行了研究工作。电容性直流链路的不同类别可以分为无源和有源解决方案。无源电容性直流链路解决方案包括无源滤波器（例如，用于吸收纹波的附加谐振无源滤波器），这是两级电容性直流链路系统的控制策略，它依赖于特定的关系。连接的转换器之间的工作频率，以及基于无源滤波器控制方法的交错结构。有源电容性直流链路将额外的独立电路引入到现有的直流链路中。

3. 研究计划与安排

3.进度安排

第1~2周：查阅资料，对文献进行翻译，完成开题报告的答辩；

第3~4周：掌握有源电容的拓扑结构、工作原理；

4. 参考文献（12篇以上）

4.参考文献

[1]h. wang, h. wang, g. zhu and f. blaabjerg, "an overview of capacitivedc-links-topology derivation and scalability analysis," in ieeetransactions on power electronics, 2020, vol. 35, no. 2, pp. 1805-1829, feb.

[2］张兴，张崇巍． pwm 整流器及其控制［m］． 北京: 机械工业出版社，2013:85．