1♀☿☼☀☁☂☄、系統仿真研究

具有進線電抗器與串聯電抗器的六相整流系統原理接線圖如圖6所示㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦。所用進線電抗器與串聯電抗器由如圖4(a)所示的3個獨立鐵心組成❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，系統由線電壓380 V⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺、頻率50 Hz的正弦波電源供電✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥。根據式(4)求得移相繞組電壓的有效值UA❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣、UB和UC分別為5.06 V㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、40.7 V和45.54V⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，相應的移相繞組匝數分別為7☈⊙☉℃℉❅、54和61❻❼❽❾❿⓫⓬⓭⓮⓯⓰。

使用MATLAB的動態仿真工具Simulink對該六相整流系統進行了仿真✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥，系統仿真模型如圖7所示❣❦❧♡۵。圖7(a)為總模型ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，其中包括進線電抗器與串聯電抗器和二極管2個子模塊⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。圖7(b)為進線 電抗器與串聯電抗器模塊⒃⒄⒅⒆⒇⒈⒉⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐⒑⒒⒓，每個互感線圈子模塊中需輸入每個線圈的電阻㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、自感和線圈間互感等參數⑰⑱⑲⑳⓪⓿❶❷❸❹❺。外加線電壓380 V㈠㈡㈢㈣㈤㈥㈦、頻率50 Hz的三相對稱電源⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。負載電阻R=25WⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ，電感L=0.01H❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣，濾波電容C=10UF☈⊙☉℃℉❅。

進線電抗器與串聯電抗器的輸入端電流ia的仿真波形如圖8(a)所示⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。為了將移相與不移相的諧波抑制效果進行對比☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，對帶相同負載未移相的三相全波整流電路也進行了仿真ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ，其電源側電流仿真波形如圖8(b)所示⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾。對兩種情況下的電流進行了頻譜分析☧☬☸✡♁✙♆。，、＇：∶；，諧波含量對比如圖9所示（I1和In分別代表基波和第n次諧波電流的有效值）♀☿☼☀☁☂☄。可見⒥⒦⒧⒨⒩⒪⒫⒬⒭⒮⒯⒰⒱⒲⒳⒴⒵❆❇❈❉❊†☨✞✝☥☦☓☩☯，移相后的電源側電流中5①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮⑯、7㊀㊁㊂㊃㊄㊅㊆㊇㊈㊉、11和13等主要次諧波分量皆有下降ⓣⓤⓥⓦⓧⓨⓩ。

2✺ϟ☇♤♧♡♢♠♣♥、實驗驗證

實驗所用三相進線電抗器與串聯電抗器和仿真所用模型相同㈧㈨㈩⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿⒀⒁⒂，三種移相繞組的匝數分別取為7ⅲⅳⅴⅵⅶⅷⅸⅹⒶⒷⒸⒹ、54和61匝ⒺⒻⒼⒽⒾⒿⓀⓁⓂⓃⓄⓅⓆⓇⓈⓉ。實驗結果如圖10所示⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。由圖10(a)可見ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ，移相繞組電壓UV1和UV2分別超前和滯后于輸入端相電壓UX 約11度❋❀⚘☑✓✔√☐☒✗✘ㄨ✕✖✖⋆✢✣。當整流輸出帶25W電阻和0.01 H電感串聯組成的感性負載時⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ，測得的電源側電流如圖10(b)所示⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤。帶相同負載而未經移相的三相全波整流電路的電源側電流如圖10(c)所示ⓊⓋⓌⓍⓎⓏⓐⓑⓒⓓⓔⓕⓖⓗⓘⓙ。兩種情況下電源側電流頻譜分析對比如圖10(d)所示⒔⒕⒖⒗⒘⒙⒚⒛ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩⅪⅫⅰⅱ。由圖10(b)和10(c)對比可知⓱⓲⓳⓴⓵⓶⓷⓸⓹⓺⓻⓼⓽⓾，進線電抗器與串聯電抗器電源側的電流更接近于正弦波⒜⒝⒞⒟⒠⒡⒢⒣⒤，圖10(d)的電流頻譜對比則更加清晰的說明了采用進線電抗器與串聯電抗器能綜合削弱變流器產生的諧波電流☈⊙☉℃℉❅。

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