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基于电力电子开关的三相整流电路谐波注入滤波方法

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基于三次谐波注入法的逆变器控制设计

基于三次谐波注入法的逆变器控制设计

基于三次谐波注入法的逆变器控制设计作者：曹钰来源：《电子技术与软件工程》2016年第15期摘要本论文为了提高三相逆变器的直流电压利用率，采用了用三次谐波注入的逆变器，其次本论文对基于三次谐波注入法的逆变器进行了系统建模，设计了输入输出电压电流的采样调理电路，以及精密整流电路，双T滤波电路和峰值保持电路等等。

最后根据样机的性能要求对逆变器主功率电路、控制电路、驱动电路、保护电路进行了详细的设计。

针对输入电压：250-280Vdc；输出功率为6kVA/400Hz；输出电压为三相115V/400Hz；电源参数指标符合GJB181A；并对三相逆变器进行了仿真和实验验证。

【关键词】航空静止变流器三相逆变器三次谐波注入保护电路控制电路1 三次谐波注入法逆变电源控制方案在采取常规的SPWM调制时，相电压的峰值可以达到直流母线电压的一半，即ud ⁄2，其输出线电压的峰值为ud ⁄2，所以说SPWM 的直流电压利用率仅有86.6%。

提高电压利用率的基本做法就是通过各种变换方式，使相电压的基波峰值超过ud ⁄2。

如果能够利用现有的直流电压，通过调制波变换的方法得到更高的输出电流电压，则可大大提高系统稳定输出的能力，于是，就有了优化PWM方法-三次谐波注入法。

一般情况下，利用三次谐波注入法，可使直流电源电压的利用率提高到1.2左右。

1.1 三次谐波注入法的原理采用三次谐波注入法后，其三个桥臂的调制波表达式分别为：式中，m为调制比，k为三次谐波系数，且0.15≤k≤0.2，在实际应用中，为了兼顾其对输出电压谐波和直流电压利用率的影响，通常取k为0.18。

1.2 逆变器控制保护原理本文中对逆变器的控制保护部分进行了详细设计并提出了控制保护电路功能及方案，此外还研究了几种常用电压电流的采样方法，用到了霍尔传感器中的LA—55P和LV—28P，它们分别负责电压和电流的采样。

然后通过调理电路和逻辑电路，来控制逆变器六个开关管的通断。

解析三相不控整流器输入LC滤波器(精)

解析三相不控整流器输入LC滤波器(精)

解析三相不控整流器输入LC 滤波器1引言随着相关技术的不断进步，交-直-交变频器技术得到了长足发展，变频器-电动机传动系统广泛应用在各行各业，其中由于单相供电的局限性，目前较大功率的变频空调等电器均采用三相交流电源供电。

由于传统交-直-交变频器的前级ac-dc 变换器为不控二极管整流桥，众所周知，只要对于三相供电系统采用不控整流桥，后级为任何电路型式，对于电网而言，传统交-直-交变频器均为非线性负载，即网侧电流含有大量的低次和较高次谐波电流，造成输入功率因数降低和电流thd 增高，不符合谐波电流发射限度标准：iec61000-3-2和iec61000-3-12。

谐波电流的危害不言而喻，为此必须采取谐波电流抑制措施。

对于三相供电的传统交直-交-变频器系统，除了改善输入电流波形和减少基波功率因数角外，另一项重要的目标是维持直流电压相对负载的硬度，即要有较高的负载调整率，还要有较高的平均值和较低的纹波电压峰峰值，以便提高后级器-电动机系统的恒转矩范围，提升输出功率等级。

到目前为止，出现了非常多的滤波原理和滤波方法，对谐波源的分析也较为深入。

常用方法包括无源滤波、有源滤波以及混合滤波，又可以划分为调谐的滤波器、高通滤波法、各种有源电力滤波器法、各种三相可控、各种无源电力滤波器，等等。

对于有源滤波或校正技术，虽然滤波或校正效果好，但技术复杂，成本较高，在某些场合和一定的阶段时期不适于推广应用。

无源滤波技术发展最早，在抑制设备谐波方面效果较好，好的无源滤波方式，不仅可以抑制谐波电流，还具有无功补偿作用。

据了解目前三相交流电压供电的商用变频空调尚未采用三相有源pfc ，仍然采用lcl 滤波方式，生产机型全部出口欧洲国家。

对三相供电的交直交变频器，目前已经出现了大量不同的无源滤波技术，如单级lc 滤波器、多级lc 滤波器、多种3次谐波注入的滤波器、变压器耦合滤波器、电感耦合滤波器等。

本文旨在针对性价比高的单级lc 滤波器-整流桥-电阻负载系统进行理论分析、分析和实验测试，确定最佳lc 滤波器设计方法，同时解决单级lc 滤波器的几个关键问题，如直流电压提升原理、整流桥最佳输入线电压波型等，为单级lc 滤波器在整流桥这类非线性负载中的应用打下基础。

“电力电子技术”课程中的谐波分析

“电力电子技术”课程中的谐波分析

“电力电子技术”课程中的谐波分析作者：王楠来源：《中国电力教育》2013年第26期摘要：谐波分析在电力电子技术的应用中有着极其重要的意义，针对教学中谐波分析的难点，引入Simplorer仿真软件辅助教学，借助软件的快速傅里叶变换（FFT）工具和功率（POWER）工具，使得谐波分析变得具体且形象，并能实现电力电子电路在各种控制状态下的有功功率、无功功率和功率因数的计算。

关键词：谐波分析；FFT；Simplorer仿真；电力电子技术作者简介：王楠（1963-），女，上海人，上海理工大学光电信息与计算机工程学院，讲师。

（上海 200093）基金项目：本文系上海理工大学2012-2013年度重点课程建设基金项目研究成果。

中图分类号：642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）26-0046-03随着众多新型的电力电子器件的不断研发和电力电子技术的发展，电力电子装置的应用越来越广泛。

电力电子技术的应用已经深入到工业生产和社会生活的各个方面，成为传统产业和高新技术领域不可缺少的关键技术。

然而，电力电子装置的应用使生产、生活更加便捷、智能化的同时，由于电力电子装置在运行时的非线性，使得大量的谐波和无功功率注入电网，降低了电网的电能质量，危及电网设备的安全运行。

因此，谐波分析在“电力电子技术”课程及其实际应用中有着极其重要的意义。

上海理工大学光电信息与计算机工程学院（以下简称“本校”）的“电力电子技术”课程所选用的教材是机械工业出版社出版的王兆安老师主编的《电力电子技术》，其中整流电路、交流调压电路和PWM逆变电路等章节中都涉及谐波分析。

谐波分析采用的数学工具为傅里叶变换，数学推导复杂且抽象，成为教学过程中的一大难点。

为了解决这个教学难点，在教学中引入Simplorer仿真软件辅助教学，借助于Simplorer仿真软件中的快速傅里叶变换（FFT）工具，使得谐波分析变得具体且形象，使用功率（POWER）工具，可方便地完成电力电子电路在各种状态下的有功功率、无功功率和功率因数的计算。

三相功率因数(PFC)技术的综述

三相功率因数(PFC)技术的综述

M
sin(t) 3sin(t)
0 t
6
ia, avg
V 0D2 2Lfs
M
M sin(t) 3 sin(2t 2 )
2
3
3sin(t
2
3
)
M
3
sin(t
6
)
ia, avg
V 0D2 2Lfs
M
M sin(t) 3 sin(2t )
3
3sin(t
2
3
)
M
3
sin(t
S
D4
D5 D6
Co Load
电压补偿
PWM
器
六次谐波 发生器
乘法器
调制比m
谐波注入法主电路 及其控制框图
16
谐波注入法原理
输入电流谐波中五次谐 波占主导地位，电感电 流的平均值表达式中略 去5次以上谐波时，三
相电流可近似为
★ 6次谐波注入使开关导通比变为： d(t)=D[1+msin(6ωt+3π/2)] m为
M＝3.5 M＝3 M＝2.5
优点：
★ 由于开关频率改变，从频谱 上看谐波不会集中分布在开关 频率附近，而是分布在某个频 率区域范围内。这就减小了谐 波的幅值，PFC电路前的EMI 滤波器可以设计得比较小。
M＝2
21
两组电路尽可能工作在接 近DCM与CCM临界情况， 两只开关的驱动信号在相
位上相错开180o。
软开关辅 助电路
D1 D2 D3
Ds Lr
S
Cr
Co
Dr
D4
D5
D6
M
Load
工作原理：
★ 在主开关S导通期间，Cr通 过Lr，S，M内部的二极管放电 ，使Cr电压为上负下正。在开 关关断前一段时间，辅助开关M 先导通，Cr与Lr 谐振，将Cr上 充好的电能放出。谐振电流经过 主开关管的方向与原来主开关管 电流方向相反，抵消了主开关管 的电流，实现主开关管的零电流 关断。

三相整流电路网侧谐波分析

三相整流电路网侧谐波分析

LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析裴云庆姜桂宾王兆安 2006-02-20 17:06:19 西安交通大学（西安 710049）Analyze of line harmonic current of three phase rectifier with LC filterAbstract: For the 3 phase capacitive rectifier, which was widely used in the power electronics equipment, LC filter in DC is an effective structure to improve the power factor and reduce the input harmonic current. A theory equation was derived in this paper, which show the relationship between the input characteristics and the circuit parameter. It was proved by the simulation and the experiment.Key words: 3 phase rectifier harmonic power factor1 概述随着电力电子技术的飞速发展，其应用已经深入到电力、冶金、化工、通讯、铁路电气以及家电等各个领域，在电力电子装置中，整流器作为装置与电网的接口占有相当大的比重，采用电容滤波、二极管构成的三相不可控整流电路随着变频器、开关电源及UPS等装置的广泛应用，其所占比例越来越高。

同时这种整流电路对电网的不利影响，如输入电流谐波等，也受到了广泛的重视。

虽然目前可以采用PFC装置、有源滤波器等方案解决其带来的各种不利影响，但采用接入电抗器仍为最为简单和常用的一种提高功率因数、抑制谐波的方法。

LC滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法

LC滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法

LC滤波的三相桥式整流谐波电流的计算方法
扶蔚鹏;王旭红
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2001(035)004
【摘要】提出了对三相桥式整流器谐波电流进行计算分析的方法.该方法考虑了LC 滤波器对重叠角的影响,并且推导出谐波电流的解析式.所有计算只用代数方法进行,无须迭代运算,通过试验证明了这种方法的有效性.
【总页数】3页(P26-27,31)
【作者】扶蔚鹏;王旭红
【作者单位】长沙电力学院,;长沙电力学院,
【正文语种】中文
【中图分类】TM461
【相关文献】
1.LC滤波的三相桥式整流电路网侧谐波分析 [J], 裴云庆;姜桂宾;王兆安
2.LC滤波的单相桥式整流电路网侧谐波分析 [J], 刘进军;王兆安
3.电容滤波型三相桥式整流电路谐波叠加 [J], 朱明星;夏勇;孙贺;高敏
4.带直流滤波器的三相不可控整流桥谐波电流计算方法 [J], Sakoi,M;孙玺
5.多谐波源电力系统谐波潮流计算——(Ⅲ)三相桥式整流负荷的谐波电流模型 [J], 肖遥;宣伟良;陈龙森
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(打印)三相桥式整流电路的谐波分析及对策研究_石庆鑫

三相桥式整流电路的谐波分析及对策研究石庆鑫,卢艺丹(浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘要:简要论述了谐波对电气设备的危害以及电力电子装置中谐波的产生原因,并且以目前应用较广的三相整流电路为例,推导了其谐波电流的数学模型,分析了谐波与功率因数的关系。

然后分析了实际应用的三相整流电路中各个元件对谐波的抑制作用。

最后利用M atlab中的Si m uli nk仿真功能,记录了基于I GBT的三相桥式整流电路的电压、电流波形。

通过改进前和改进后的三相整流电路输出波形的对比,初步验证了谐波抑制的原理,提出了三相整流电路的改进建议。

关键词:三相整流电路;谐波;功率因数中图分类号:TM711文献标识码:B文章编号:1003-9171(2010)11-0007-04Anal ysis on Harmonic of Three-phase Ful-l bri dgeRectifier Circuit and Counterm eas ureShi Q ing-x in,Lu Y-i dan(College of Eletri ca l Eng i neering,Zhejiang U ni versity,H angzhou310027,Ch i na)Abstract:This paper gives a brief summ ar y on the detrm i ent of har mon i c to w ards electrical equ i p m ents asw ell as the reason of generation of har mon ic in electrical equi pm e nts.T aking t he exa mple of currently used dev i ce three-phase f ul-l bri dge rect ifier circuit,t he paper then gives a basic de m onstrat i on of its math m atical m odel and an analysis on the rel ationshi p be wteen har mon ic and po wer factor.The n,the paper g i ves an analysis on ho w the co m ponents o f the practical three-phase rect ifiers hel p reduce har mon ic i n the circuit.A t last,by usi ng the sm i uli nk ofM atlab as a for m of sm i ulation,the w avefor m s,both vo ltage and c urrent,of t hree-phase rect ifier based on I GBT is observed.By co m-pari ng the w avefor m of unm i proved three-phase rectifier and the m i proved one,t he pri nciple of har mon ic reduci ng is de m onstrated.Further more,the paper suggests the m i prov i ng strategy of three-phase rectifier.K ey words:three-phase ful-l bri dge rect ifier circuit;har m onic;po wer factor0引言环境保护与可持续发展是当今世界的热点问题,同样,与人类生产生活密不可分的电力系统也是一种/环境0,也面临着污染。

三次谐波注入法

关键词: 三次谐波注入；谐波抑制；注入电流；谐波；三相不控整流桥 Key words: third harmonic current injection; harmonic suppression; injection current; harmonics; three- phase diode rectifier
2 三次电流注入的谐波波注入抑制谐波法的三
相不控整流电路原理图。虚线框外是作为典型功 率接口的三相不控整流电路。框内则是为了抑制 输入电流谐波的三次注入电流产生及控制电路。 其中 Cd1 和 Cd2 可以是整流电路原有直流平波电容 的分裂。电感 L 和电阻 R 的作用是控制注入电流 的幅值和相位。三个等值的 Y 接法的电容 Ca~ Cb 和 Cc 将注入电流合理地分配到三相输入端中。
基于三次谐波无源注入法的谐波抑制技术
Approach of Harmonic Suppression Based on Triple Harmonics Injection with Passive Circuit 浙江大学 电气工程学院 李小青 陈国柱 Email：gzchen@
本文提出的方案采用 Y 接法注入电容代替接 地变压器，以避免变压器引起的较大损耗和体积； 同时采用串联三次谐振技术，使注入电路对三次 频率呈低阻抗，提高三次谐波电流的注入效率。 研究表明：注入电路的元件参数也具有一定的可
变化范围；另外，即使负载有一定的变化范围其 谐波抑制效果也很明显。该方案在谐波抑制效果、 简单性、成本和可靠性等方面具有较好的折中； 在许多低成本、高可靠性、负载变化范围有限、 谐波抑制效果要求并不苛刻的场合具有较好应用 前景。
Abstract： A new passive approach to reduce input current’s harmonics of three-phase diode rectifier based on the injection of third harmonic current is proposed in this paper. Compared with previous approaches, star-connected capacitors substitute for transformer to use as the injection circuit。The injection circuit operates in serial resonant state at third harmonic frequency, which enhances the circulating harmonic current in amplitude. The principle of harmonic suppression and the implementation of the third injection current are introduced first. Then, characteristics of the circuit including the condition of optimal injection, affects of component parameters’ deviation, load varying range as well as component parameters’ error are analyzed in details. The results of analysis and experiment show that the new approach has better harmonic suppression performance than passive filter while more simple and more reliable than active power filter, which gives its high potential in future application. The main finding and conclusions are validated by simulation and experiments.

电力系统谐波源的种类和滤波方法综述

构和方案 2) 在原理上等效。由于注入变压器联接在 Y 型联接的无源滤波器的中性点上, 方便保护隔离, 因此更适合于高电压系统中应用。
电力系统谐波源的种类和滤波方法综述
图 12 注入式并联有源滤波器补偿电路 ( )
图 9 无源和有源滤波器串联联接的滤波器原理图
4) 其他的混合型滤波方案, 包括串联有源和 并联有源相结合的方案及其对偶的滤波方案以及 上面 1) , 2) 和 3) 的对偶方案等[5]。
方式, 包括无源滤波方式和有源滤波器方式; 有源 滤波器可以动态进行无功补偿, 是一种目前研究 较多的一种滤波方式。 本文对现有的有源和无源 滤波方式进行了归类总结。
1 谐波源的种类
带平波电抗器或直流电机负载的晶闸管相控 整流装置是最早出现的电力电子型谐波源, 这种 谐波源一般被当作电流型谐波源, 其滤波器设计 可以采用无源支路和系统进行分流的方法来进行 优化和计算[7]。随着电力电子技术的发展, 出现了 一类整流桥后面并联一个大的滤波电容的负载, 这类负载在家用电器和变频器等领域得到了广泛 的应用。虽然这种谐波源单个容量并不大, 但是当 大量使用时 (如变频器群) 也会产生很大的谐波干 扰。 这类非线性负载一般被当作电压型谐波源。
图 6 单独使用的串联型有源滤波器
4 混合型有源滤波器
混合型的有源滤波器是由无源滤波器和上面 两种有源滤波器方案的各种组合而成很多种的滤 波方案, 这些方案一般利用无源和有源滤波器的优 点而减小有源滤波器的容量, 主要包括如下几种。
1) 并联无源+ 并联有源滤波器相结合的滤波 器方案, 原理结构如图 7 所示。这种方案有两种形 式, 一种是并联型有源滤波器补偿低次谐波, 而无 源滤波器滤除高次谐波[2, 5], 这种方案对减小有源

基于电力电子开关的三相整流电路谐波注入滤波方法


图 ( 谐波电流注入前后各电流波形 D%E#( ?F/ G1</H;&. C/H;&/ 12’ 1H0/& F1&.;2%= =I&&/20 %2:/=0%;2
力电子开关的谐波注入滤波方法进行研究， 给出了 原理， 推导出谐波注入方法的表达式， 最后通过模拟 试验进行验证。
(
三次谐波注入滤波原理
图 ( 为三次谐波电流注入前后的波形。图 ( （1 ）
$ # ! (+-( $ "
（&-）
-
模型实验和结果分析
使用 ./0123 型接触调压器从 ’(* 4 三相交流电 整流电路由 ) 个型号为 567(&** 的二极管组成， 三 三次串联谐振电感为 次谐振电路中电容容量为 , "8， 调幅电阻为 & #， 负载电阻为 3 #， 负载电感 %%- "9， 为 %** "9。 使 用 的 开 关 元 件 :0;. 的 型 号 为 0.(<&*&。图 - 是三次谐波电流注入后的交流侧电流 波形及频谱分析 （图中 & 为谐波含量； 。 ’ 为谐波次数）
’
基于电力电子开关的谐波注入滤波电路
基于上述思想和理论推导， 给出如图 ’ 所示的 基于电力电子开关的谐波注入滤波电路， 其工作原 理和方式分析如下。 在三相整流电路中， 每一个时刻都有且只有 6 个二 极管同时导通， 且为整流桥正极性侧对应电压正值最大， 负极性侧对应负值最大的 6 个二极管导通。导通的两相 分别是相电压最大和最小的相， 而相电压在那一时刻既 不是最大也不是最小的那一相就不导通。如果此时关断 另外两条谐波注入支路， 每一时刻注入电源的谐波电 流支路只有一条， 即三相中相电压不是最高也不是最 低的那一相， 不仅没有改变滤波的效果， 反而能够减少流 经并联电容的三次谐波电流， 从而降低电容上的三次谐
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第 23 卷第 2 期 2003 年 2 月
电力自动化设备
Electric Power Automation Eguipment
Vol.23 No.2 Feb.2003
基于电力电子开关的三相整流电路 谐波注入滤波方法
陈晓国，陈柏超 （武汉大学 电气工程学院，湖北 武汉 430072）
摘要： 对 基 于 电 力 电 子 开 关 的 三 次 谐 波 注 入 滤 波 方 法 的 原 理 进 行 了 详 细 的 理 论 分 析 ，它 的 基 本 原
整流器输出端的电容桥为三次谐波的偶数倍分量
提 供 了 一 条 通 路 ，这 些 谐 波 分 量 虽 然 不 影 响 注 入 电
流 if，但是却对交流侧的方波电流产生影响，同样 会 对 滤 波 效 果 产 生 影 响 。因 此 为 减 小 偶 次 谐 波 电 流 对
方 波 电 流 的 影 响 ，在 六 次 谐 波 电 压 不 变 的 情 况 ，将 电
从而 i（a t）可表示为
（4）
i（a t）= a 6I11cos［（6 I11）" t］ 0
由电流谐波总畸变率公式
（5）
% % THD=
I
2 I
I I= 2
2 1
=
a2 6I11
a I= 1
2
1
（6）
可得到如图 2 所示的 THD 随 ! 值的变化曲线图，从
图 中 可 以 看 出 ，THD 在 ! = 0.53 时 取 得 最 小 值
第2期
陈 晓 国 ，等 ： 基 于 电 力 电 子 开 关 的 三 相 整 流 电 路 谐 波 注 入 滤 波 方 法
!##aI =
4 I!
Ic sin
I! 3
- 3! Ic （I+3）!
>
" sin（I+3）!- 3! Ic sin（I-3"!
##
3 （I-3）!
3
$6I= 0
式中 I = 6 I11，I 为正整数。
0.055，折算至百分数为 5.5 %。
图 2 THD 随 ! 值的变化曲线图（0!! !1） Fig.2 The THD -! curve
3 基于电力电子开关的谐波注入滤波电路
基于上述思想和理论推导，给出如图 3 所示的
基 于 电 力 电 子 开 关 的 谐 波 注 入 滤 波 电 路 ，其 工 作 原
使用 TSGC-9 型接触调压器从 380 V 三相交流电 整流电路由 6 个型号为 MUR8100 的二极管组成，三 次谐振电路中电容容量为 5 "F，三次串联谐振电感为 224 mH，调幅电阻为 1 #，负载电阻为 9 #，负载电感 为 200 mH。 使 用 的 开 关 元 件 IGBT 的 型 号 为 GT8N101。图 4 是三次谐波电流注入后的交流侧电流 波形及频谱分析（图中 a 为谐波含量；n 为谐波次数）。
5 结论
对整流电路进行谐波污染治理是治理电力系统 谐波污染的一个重要方面。本文对基于电力电子开 关 的 三 次 谐 波 注 入 滤 波 方 法 进 行 了 详 细 的 分 析 ，并 进行了模型实验。实验结果表明本文提出的谐波注 入滤波装置的设计方案结构简单，成本低，易于实现 且 运 行 可 靠 ，谐 波 抵 消 效 果 较 好 ，且 功 率 损 耗 很 小 。 因此，有很高的应用价值，在旧设备的改造中也有广 阔的前景。
收稿日期：2002 - 08 - 19
图 1 谐波电流注入前后各电流波形 Fig.1 The waveform before anc after
harmonic current injection
首先定义谐波电流注入系数 ! 为注入电流 ij 的
幅值 ljm 与负载电流 lc 之比，即
! = ljm / lc
感 LJ 放置到电容桥上，可以增大这一支路六次谐波 阻抗，降低了六次谐波电流的大小。
根据式（7）（8），可得 UCN 的傅里叶级数表达式为
UC（N t）=
3
%3 !
Um I=1
1 9#2I -1"2 -1
>
cos［（6I
-3）"
0t］=
3
%3 !
X
U（m
1 8
cos
3"
0
t
+
1 80
cos 9" 0 t + …）
（9）
从式（9）可知，C 点和 N 点之间的电压主要是三
次谐波电压，九次谐波的大小只有三次谐波的 10 %，
因此在 C 和 N 点之间连接一条支路就会产生三次
谐波电流。
i
f
=
1 RJ
3%3 !
U（m
1 8
cos 3" 0 t +
1 80
cos 9" 0 t + …）
（10）
UA（B t）= UAN
-
basec on power eiectronic switch
波电压。并联电容值越小，对原整流电路的方波电流
影响越小，所以在电容的耐压不变的情况下，谐波电
流越小，可以采用的电容值也越小。
直 流 侧 A ，B 两 点 对 中 性 点 N 的 电 压 UA（N t）， UB（N t）经 傅 里 叶 分 解 以 后 的 表 达 式 为
（1）
注入的三次谐波电流可表示为
i（j t）= ljmcoS 3" t = ! lc coS 3" t
（2）
为 简 化 计 算 ，使 ia 的 波 形 关 于 y 轴 对 称 ，谐
波 电 流 注 入 后 的 交 流 侧 合 成 波 形 在 一 个 周 期 内（ 如
-!!" t!!）的数学表达式为
! #
文献标识码：A
文章编号：1006 - 6047（2003）02 - 0068 - 03
0 引言
近 年来，电 网中日趋 严重 的谐波 污染 问 题 越来 越 受到人们的重视，而各种整流电路对电力系统的 谐 波 污 染 最 为 严 重 。因 此 ，对 整 流 电 路 进 行 谐 波 污 染 治理成为当今电力电子应用中一个重要研究方向。
参考文献：
［1］BIRD B M. MARSH J F. Harmonic reduction in muitipiex converters by tripie freguency current injection［J］. IEE PROC.，1969，116（10）：1730-1734.
［2］AMETANI A . Generaiized method of harmonic reduction in AD-DC converters by harmonic current injection［J］. IEE PROC.，1972，119（7）：857-864.
［3］LAWRANCE W B，MIELCZARSKI W. Harmonic current reduc tion in a three - phase diode bridge rectifier［ J ］. IEEE Trans. Ind. Electron，1992，39（6）：571-576.
图 1 为三次谐波电流注入前后的波形。图 1（a） 为 交 流 侧 电 流 波 形 ，该 电 流 波 形 中 的 高 次 谐 波 总 含 量的谐波畸变率 THD 约为 30 。为改善其波形，向 交流侧注入如图 1（b）所示的三次谐波电流 ij，合成的 波形如图 1（c）所示，比较接近正弦波，并且合成波形 的谐波含量与注入的三次谐波电流的幅值有关。下 面对此进行详细分析。
理是三相整流固有的三次谐波注入到交流输入端，抵消电流中所含有的大部分谐波分量。推导出三
次谐波注入法的最佳注入条件，给出滤波电路的结构。通过模拟试验证明，三相整流电路交流侧电
流中的谐波含量由原来的 30 左右下降到 10 左右，滤波效果明显。
关键词：谐波电流注入法；电力电子开关；模拟试验
中图分类号：TM 13
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三次谐波注入滤波法最早由 B.M.Birc［1］于 1969 年提出。1972 年，A.Ametani［2］对 B.M.Birc 的谐波注 入滤波法理论进行了补充和概括，推广普及了这种方 法在各种整流电路中的应用。但是由 Ametani 提出的 方案有很多缺点和不足，三次谐波电流注入滤波法一 度受到人们的冷落。20 世纪 90 年代初期，William.B［3］ 和 Kim.S［4］在 对 谐 波 注 入 滤 波 法 进 行 了 深 入 的 研 究 后，三次谐波注入滤波法重新引起了人们的兴趣。
［4］KIM S ，ENJETI P，PACKEBUSH P，et al. A new approach to improve power factor and reduce harmonics in a three phase diode rectifier type utiiity interfac［e J］. IEEE Trans. Ind. Applicat，1994，30（6）：1557-1564.
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