两电平脉冲整流器主电路

三相两电平的整流三相两电平整流是一种常用的电力电子转换技术，广泛应用于工业和家庭电气设备中。

本文将对三相两电平整流的原理、特点和应用进行详细介绍。

一、三相两电平整流原理三相两电平整流是指通过将三相交流电转换为两个固定电平的直流电。

其原理是利用三相桥式整流电路对三相交流电进行整流，通过控制开关管的导通和截止，使得输出电压在两个电平之间切换。

在正半周，三相桥整流电路的两个开关管导通，交流电通过，输出电压为正电平；在负半周，另外两个开关管导通，交流电通过，输出电压为负电平。

通过不断切换，整流电路输出的电压在两个电平之间变化，实现了对交流电的整流。

二、三相两电平整流特点1. 输出电压稳定：三相两电平整流输出电压为两个固定电平，在电源电压和负载电流变化时，输出电压仍能保持稳定。

2. 效率高：由于整流电路中开关管的导通和截止控制，能够减少功率损耗，提高整流效率。

3. 适用范围广：三相两电平整流技术适用于各种功率和频率的交流电源，并且可以满足不同负载的需求。

4. 控制灵活：通过控制开关管的导通和截止，可以实现对输出电压的调节和控制，满足不同应用的需求。

5. 结构简单：三相两电平整流电路结构简单，可靠性高，维护成本低。

三、三相两电平整流应用1. 工业领域：三相两电平整流广泛应用于工业领域的电力电子设备中，如电机驱动、变频器、电焊机等。

由于整流电路输出电压稳定，能够提供稳定的电源给工业设备，保证其正常运行。

2. 家庭电器：三相两电平整流技术也应用于家庭电器中，如电视机、空调等。

通过整流电路将交流电转换为直流电，保证电器的正常工作。

3. 可再生能源：随着可再生能源的发展，如风能、太阳能等，三相两电平整流技术也得到了广泛应用。

通过整流电路将可再生能源转换为直流电，进一步储存和利用。

三相两电平整流是一种常用的电力电子转换技术，具有输出电压稳定、效率高、适用范围广等特点。

它在工业和家庭电气设备中有着广泛的应用，为各行各业提供稳定可靠的电源。

.两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班组员：杨洋20121550曾绍桓 20121543徐刚堂 20121544代思瑶 20121565黄异彩 20121569赵杰 20121571.两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速 200 公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI、CRHS动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形 ,CRHZ动车组采用了二极管箱位三电平PWM整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1 两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平 Pwm整流器主电路如图 2 一 1 所示 , 网侧漏感 L 二起传递和储存能量 , 抑制高次谐波的作用 ; 支撑电容 Cd 起抑制高次谐波 , 减少直流电压纹波的作用 ; 电感 LZ 和电容 CZ形成串联谐振电路 , 用于滤除电网的 2 次谐波分量。

把开关器件 ( 这里采用 IGBT)视为理想开关元件 , 定义理想开关函数 S, 和 S,, 从而得到如图2 一 2 所示简化等效电路。

两电平 PWM脉冲整流电路两电平 PWM整流器等效电路由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通, 则 S1a与 S2a、S1b与 S2 b不能同时导通和关断驱动信号应该互补。

整流器网侧输入端电压 Uab 取值有 Udc、、U三,PWM0 -dc 种电平 , 有效的开关组合有 22 =4 种 , 即 S,S,=00 、01、10、11 四种逻辑 , 则 PWM整流器输入端电压 U有如下关系 :.U ab =（ S A S B） U dc则由式 (2 一 2), 系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图 2- 3 可见 , 通过不同的控制方法适当调节“ U ab的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数; 同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量, 也就控制了直流侧输出电压。

两电平PWM 整流器的调制策略研究摘要：众所周知，在传统的整流电路中，晶闸管可控整流装置的功率因数会随着其触角的增加而变坏，这不但使得电力电子类装置成为电网中的主要谐波因素，也增加了电网中无功功率的消耗无论是不控整流电路，还是相控整流电路，功率因数低都是难以克服的缺点。

PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路。

可以最大克服功率因数低，谐波多等问题。

本文详细分析单相电压型PWM整流电路的工作原理和工作模式，说明通过对PWM电路进行控制，选择合适的工作模式和工作时序，可使PWM整流电路的输出直流电压得到有效的稳定。

同时也调节了交流侧电流的大小和相位，实现能量在交流侧和直流侧的双向流动，并使变流装置获得良好的功率因数。

同时通过对输出电压的波形进行实验仿真分析，通过FFT工具对输出电压波形的谐波含量进行分析，以达到最优输出波形。

最后建立其Matlab的仿真模型，验证了设计的正确性。

关键词：单相电压型PWM；整流；功率因数；Matlab仿真；直流侧，第一章绪论1.1 概述PWM调制是现代发展起来的一项技术，早工程上主要有滞环比较法和三角波比较法，较之后者，滞环比较控制的硬件电路简单，属于实时控制，电流响应快对负载的适应性强，由于不需要载波，所以输出电压不含特定频率的谐波分量PWM整流电路是采用脉宽调制技术和全控型器件组成的整流电路，能有效地解决传统整流电路存在的问题。

通过对PWM整流电路进行有效的控制，选择合适的工作模式和工作时序，从而调节了交流侧电流的大小和相位，使之接近正弦波并与电网电压同相或反相，不但有效地控制了电力电子装置的谐波问题，同时也使得变流装置获得良好的功率因数。

1.2 研究意义及背景在所有的静止电力变换电路中，整流电路是最早出现的，常用的整流电路拓扑结构早在二、三十年代使用汞弧整流器时就已成熟[1]-[4]。

除直接使用直流电源的设备外，大部分DC/AC和DC/DC装置的输入直流电压是经不控或相控整流得到的，故整流电路的应用也最广。

两电平PWM-整流器的调制策略研究(周宏)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：两电平PWM 整流器的调制策略研究摘要：众所周知，在传统的整流电路中，晶闸管可控整流装置的功率因数会随着其触角的增加而变坏，这不但使得电力电子类装置成为电网中的主要谐波因素，也增加了电网中无功功率的消耗无论是不控整流电路，还是相控整流电路，功率因数低都是难以克服的缺点。

PWM整流电路是采用PWM控制方式和全控型器件组成的整流电路。

可以最大克服功率因数低，谐波多等问题。

本文详细分析单相电压型PWM整流电路的工作原理和工作模式，说明通过对PWM电路进行控制，选择合适的工作模式和工作时序，可使PWM整流电路的输出直流电压得到有效的稳定。

同时也调节了交流侧电流的大小和相位，实现能量在交流侧和直流侧的双向流动，并使变流装置获得良好的功率因数。

同时通过对输出电压的波形进行实验仿真分析，通过FFT工具对输出电压波形的谐波含量进行分析，以达到最优输出波形。

最后建立其Matlab的仿真模型，验证了设计的正确性。

关键词：单相电压型PWM；整流；功率因数；Matlab仿真；直流侧，第一章绪论1.1 概述PWM调制是现代发展起来的一项技术，早工程上主要有滞环比较法和三角波比较法，较之后者，滞环比较控制的硬件电路简单，属于实时控制，电流响应快对负载的适应性强，由于不需要载波，所以输出电压不含特定频率的谐波分量PWM整流电路是采用脉宽调制技术和全控型器件组成的整流电路，能有效地解决传统整流电路存在的问题。

通过对PWM整流电路进行有效的控制，选择合适的工作模式和工作时序，从而调节了交流侧电流的大小和相位，使之接近正弦波并与电网电压同相或反相，不但有效地控制了电力电子装置的谐波问题，同时也使得变流装置获得良好的功率因数。

1.2 研究意义及背景在所有的静止电力变换电路中，整流电路是最早出现的，常用的整流电路拓扑结构早在二、三十年代使用汞弧整流器时就已成熟[1]-[4]。

两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班组员：杨洋20121550曾绍桓20121543徐刚堂20121544代思瑶20121565黄异彩20121569赵杰20121571两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速200公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI 、CRHS 动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形,CRHZ 动车组采用了二极管箱位三电平PWM 整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平Pwm 整流器主电路如图2一1所示,网侧漏感L 二起传递和储存能量,抑制高次谐波的作用;支撑电容Cd 起抑制高次谐波,减少直流电压纹波的作用;电感LZ 和电容CZ 形成串联谐振电路,用于滤除电网的2次谐波分量。

把开关器件(这里采用IGBT)视为理想开关元件,定义理想开关函数S,和S,,从而得到如图2一2所示简化等效电路。

两电平PWM 脉冲整流电路 两电平PWM 整流器等效电路由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通,则a 1S 与a 2S 、b 1S 与b 2S 不能同时导通和关断,驱动信号应该互补。

PWM 整流器网侧输入端电压ab U 取值有dc U 、0、-dc U 三种电平,有效的开关组合有22=4种,即S,S,=00、01、10、11四种逻辑,则PWM 整流器输入端电压ab U 有如下关系:ab U =（B A S S -）dc U则由式(2一2),系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图2- 3可见,通过不同的控制方法适当调节“ab U 的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数;同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量,也就控制了直流侧输出电压。

因此,通常采用电压外环和电流内环相结合的双闭环控制方式。

此等值电路的电压矢量平衡方程为:ab tiN i d d U R L U N N N N ++= 对应于四个开关的不同工作状态,电路共有以下三种工作模式:工作模式1：B A S S =00或11,即下桥臂开关或上桥臂开关全部导通,则此时“ab U =0,电容d C 向负载供电,直流电压通过负载形成回路释放能量,直流电压下降,因此,为了保证直流侧电压的稳定,工作模式1的导通时间比较短,这也是在空间电压矢量调制中,两个零矢量的作用时间要比其他六个矢量的作用时间短的原因。

两电平与三电平的脉冲波形比较电牵二班徐刚堂代思瑶两电平与三电平的脉冲波形比较我国引进的时速200公里动力分散型交流传动动车组中,CRHI 、CRHS 动车组主电路均采用了两电平全桥整流电路。

为了降低开关管的电压应力和改善PWM 整流器网侧输出波形,CRHZ 动车组采用了二极管箱位三电平PWM 整流器电路结构。

下面主要对这两种电路拓扑的工作原理及数学模型进行分析和研究。

1.1两电平整流器原理与数学模型单相电压型两电平Pwm 整流器主电路如图2一1所示,网侧漏感L 二起传递和储存能量,抑制高次谐波的作用;支撑电容Cd 起抑制高次谐波,减少直流电压纹波的作用;电感LZ 和电容CZ 形成串联谐振电路,用于滤除电网的2次谐波分量。

把开关器件(这里采用IGBT)视为理想开关元件,定义理想开关函数S,和S,,从而得到如图2一2所示简化等效电路。

两电平PWM 脉冲整流电路 两电平PWM 整流器等效电路 由于上桥臂与下桥臂不能够出现直通,则a 1S 与a 2S 、b 1S 与b 2S 不能同时导通和关断,驱动信号应该互补。

PWM 整流器网侧输入端电压ab U 取值有dc U 、0、-dc U 三种电平,有效的开关组合有22=4种,即S,S,=00、01、10、11四种逻辑,则PWM 整流器输入端电压ab U 有如下关系:ab U =（B A S S ）dc U则由式(2一2),系统的瞬时等值电路如图2一3所示瞬时等值电路由图2- 3可见,通过不同的控制方法适当调节“ab U 的大小和相位,就能控制输入电流的相位以控制系统功率因数;同时控制输入电流的大小以控制传入功率变换的能量,也就控制了直流侧输出电压。

因此,通常采用电压外环和电流内环相结合的双闭环控制方式。

此等值电路的电压矢量平衡方程为: 对应于四个开关的不同工作状态,电路共有以下三种工作模式:工作模式1：B A S S =00或11,即下桥臂开关或上桥臂开关全部导通,则此时“ab U =0,电容d C 向负载供电,直流电压通过负载形成回路释放能量,直流电压下降,因此,为了保证直流侧电压的稳定,工作模式1的导通时间比较短,这也是在空间电压矢量调制中,两个零矢量的作用时间要比其他六个矢量的作用时间短的原因。

两电平脉冲整流器的工作原理一、整流器的基本原理整流器是将交流电转换为直流电的电路。

在交流电中，电流的方向是随着时间变化的，而直流电的电流方向是固定的。

因此，在进行整流时，需要将交流电的电流方向变换为固定的方向。

整流器的基本原理是利用一个开关元件将交流电分割成一个个短时期的脉冲，并通过筛选出其中一个方向的脉冲来实现电流方向的变换。

1.输入电路：2.开关电路：整流器的开关电路由一个开关管和一个控制元件组成。

开关管被安装在整流器的输入电路上。

控制元件用于控制开关管的通断。

3.工作原理：当整流器的输入电流为正时，控制元件使开关管导通，此时电流从正输出端流入开关管，然后流出负输出端。

此时整流器输出的直流电与交流电的电流方向一致。

当整流器的输入电流为负时，控制元件使开关管断开，此时电流无法通过开关管，整流器的输出电流为零。

4.过程：整流器将输入的交流电转换为由一串脉冲组成的直流电输出。

整个过程可以分为以下几个阶段：（1）正半周：在正半周的一开始，开关管导通，交流电源的电流经过整流器流入负输出端。

此时，输出电压等于交流电源的正向电压。

（2）关断：当电流达到峰值后，控制元件关闭开关管，使其断开。

此时，电源无法向整流器提供电流，整流器输出电压为零。

（3）负半周：在负半周的一开始，开关管再次导通，电流从正输出端流入整流器。

此时，输出电压等于交流电源的反向电压。

（4）关断：当电流达到峰值后，控制元件再次关闭开关管。

整流器输出电压为零。

通过以上的循环，整流器将交流电源的电流方向进行了转换，并输出一串脉冲组成的直流电。

由于开关管的导通和断开是由控制元件控制的，因此整流器的输出电压和电流可以通过控制元件对开关管进行限制来调节。

三、总结：两电平脉冲整流器是一种常用的电源电路，其工作原理基于通过开关电路对交流电流进行分割和控制，从而实现电流方向的变换，将交流电转换为直流电。

整流器的输出电压波形具有两个电平，分别对应于交流电源的正向电压和反向电压。

二重化两电平与三电平整流器等效关系的证明王鹏展;李华伟;曹天植;王昕;徐建忠【摘要】针对目前动车组整流器归一化过程中缺少理论证明的问题,提出二重化两电平与三电平整流器的等效证明方法,基于傅里叶级数和贝塞尔函数,推导了二重化两电平整流器的开关函数表达式,证明了二重化两电平和单相三电平整流器在开关函数、交流侧电压及其谐波分布、直流侧电压的等效性,并考虑了死区效应对等效性的影响.计算和仿真结果表明:在调制波信号反相的条件下,二重化两电平与单相三电平整流器的交流侧电压与谐波分布规律相同,直流侧电压在额定工况、轻载和重载时亦能与给定电压值保持一致,电压波动在3％之内,死区效应不影响2种整流器的等效关系.通过对2种整流器等效性的理论证明,为2种整流器的选择提供理论支撑.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】6页(P59-64)【关键词】三电平整流器;二重化两电平;开关函数;谐波分析;直流侧电压【作者】王鹏展;李华伟;曹天植;王昕;徐建忠【作者单位】北京交通大学电气工程学院,北京 100044;中铁电气化局集团有限公司设计研究院,北京 100166;北京交通大学电气工程学院,北京 100044;国网冀北电力有限公司电力科学研究院,北京 100045;北京交通大学电气工程学院,北京100044;国网宁夏电力有限公司检修公司,宁夏银川 750011【正文语种】中文【中图分类】TM461牵引变流器是动车组交流传动系统的核心部件，随着高速铁路快速发展以及南、北车的合并，对牵引变流器的选择逐渐有了归一化的趋势。

目前变流器网侧部分主要有两电平整流器与三电平整流器2种结构。

两电平脉冲整流器结构简单，三电平脉冲整流器性能更为优良。

文献[1-6]详细介绍了CRH1到CRH5型动车组的牵引传动系统，仿真分析了牵引变流器在不同工况及控制策略下的性能。

目前对三电平整流器各输出特性的研究方法主要采用计算机建模仿真[6-8]，该方法不能揭示各种特性产生的机理。

两电平四象限脉冲整流器应用案例两电平四象限脉冲整流器是一种用于电力系统中的电子设备，主要用于将交流电信号转换为直流电信号。

它具有高效能、高可靠性和低成本等优点，因此在电力系统中有广泛的应用。

以下是两个关于两电平四象限脉冲整流器应用案例的介绍。

案例一：风能发电系统随着可再生能源的快速发展，风能发电系统已成为一种重要的清洁能源，但其输出信号为交流电。

在风能发电系统中，两电平四象限脉冲整流器可以将交流电信号转换为直流电信号，并通过电池储能或者直接供电给电网。

这样可以解决风能发电系统的输出信号不稳定的问题。

在风能发电系统中，通过两电平四象限脉冲整流器的高变换效率，可有效减少能量损失，提高系统的整体效能。

同时，由于该脉冲整流器具有较低的成本和高可靠性，因此在大规模的风能发电系统中广泛应用。

例如，在一个风能发电站中，将多台风力发电机连接到两电平四象限脉冲整流器，通过并联运行，可以有效提高整个风能发电系统的输出功率和可靠性。

案例二：工业自动化系统在工业自动化系统中，电力传输和控制信号常常需要从交流电转换为直流电。

两电平四象限脉冲整流器可以实现这种转换，并为工业自动化系统提供稳定的直流电信号。

举个例子，假设一个工业自动化系统中有多个交流电机，这些电机的控制信号来自于PLC（可编程逻辑控制器）。

这时，可以将两电平四象限脉冲整流器连接到PLC的输出端，并与交流电机并联。

脉冲整流器将PLC输出的交流电信号转换为直流电信号，并提供给交流电机供电。

这样可以提高交流电机的控制精度和系统的稳定性，同时减少电能损失。

在工业自动化系统中，两电平四象限脉冲整流器还可以用于电能回馈。

当电机减速、制动或者停止工作时，通过脉冲整流器将部分能量回馈到电网，减少能量浪费和电网负荷。

总结：两电平四象限脉冲整流器在风能发电系统和工业自动化系统等领域中有广泛的应用。

它们可以将交流电信号高效地转换为直流电信号，并提供给电池储能或者直接供电给电网。

这些应用案例中，通过利用两电平四象限脉冲整流器的优势，可以提高系统的整体效能、稳定性和可靠性，同时减少能量损失和电网负荷。