大功率整流器(精)

大功率整流器多个支路并联的均流分析侯丰【期刊名称】《《河南科技》》【年(卷),期】2019(000)013【总页数】4页(P138-141)【关键词】均流; 大功率整流器; 多支路并联【作者】侯丰【作者单位】云南驰宏资源综合利用有限公司云南曲靖 655000【正文语种】中文【中图分类】TM4611 研究背景整流系统主要由整流变压器、滤波器、整流柜等装置组成。

其中，整流变压器的损耗在整流系统部件中占有很大一部分；整流柜中的电力电子器件是整个整流系统的核心部件。

目前，国内外大功率整流系统大多采用二极管、晶闸管作为整流元件。

半导体二极管的出现开辟了能量变换的新方式，由其构成的整流系统具有谐波小的优点，但二极管的开通与断开不能控制。

随着晶闸管的出现，以晶闸管为代表的整流技术具有调压范围广、精度高、可靠、高效率以及控制灵活、操作简单的优点，并且在相关领域得到了广泛应用和发展。

近年来，GTR、GTO、MOSFET和IGBT 等这些大功率可关断器件，在整流系统中得到了应用，具有控制灵活、谐波减小等优点。

但是，目前可关断器件的价格、电路复杂、产生高次谐波、耐压等级、容量等因素限制了晶闸管在实际工程中的广泛应用。

目前，晶闸管整流在我国电解领域占有主导地位。

大功率整流系统在电解化工行业大多应用多重化技术，基于新型整流变压器的整流系统不仅可以减少整流系统对整个电力系统的谐波污染，而且还可以减小输出的电压和电流畸变率。

在大电流工业应用中，晶闸管相控整流器是最常用的技术。

晶闸管整流器效率较高，约为97%［1-3］。

晶闸管整流器的主要优势是高效率、高可靠性、负载电流控制得好、成本低和技术成熟。

由于电解工艺不断进步，大规模电解槽需要的直流电流从几十千安到几百千安不等，整流系统采用大功率多机组并联的方式为电解槽提供电源，单台6脉波晶闸管整流柜的电流最高达到几十千安，二极管整流柜的电流甚至更高。

当整流柜的电流要求达到一定值时，由于器件容量等原因，需要多个整流元件并联供电才能满足要求。

电解铝用大功率整流器设计电解铝是通过将铝矿石在电解槽中进行电解反应得到铝金属的过程。

在电解铝的生产过程中，大功率整流器是必不可少的设备。

本文将从整流器的原理、设计要点、性能指标和应用领域等方面进行详细介绍。

一、整流器的原理和功能整流器是将交流电转换为直流电的设备，其主要功能是提供稳定的直流电源给电解槽，以满足电解铝的生产需求。

在电解铝的生产过程中，整流器的工作稳定性和输出电流的精密度是非常重要的，因为这直接影响到铝金属的纯度和品质。

二、整流器的设计要点1.输出电流稳定性：整流器输出电流的稳定性是保证电解铝生产质量的关键。

为了提高输出电流的稳定性，整流器需要采用高精度的电流控制技术，如PWM调制技术。

2.效率和功率因数：由于电解铝生产需要大量的电能，整流器的效率和功率因数也是非常重要的。

为了提高整流器的效率和功率因数，可以采用高频开关技术和功率因数校正技术。

3.冷却系统设计：整流器在工作过程中会产生大量热量，因此需要设计合理的冷却系统，以保证整流器的正常运行和寿命。

常见的冷却方式包括风冷和水冷等。

4.保护功能设计：整流器需要具备过流、过压、过温等多种保护功能，以保证设备和操作人员的安全。

可以采用软启动技术、过流保护器和温度传感器等进行保护。

三、整流器的性能指标1.输出电流精度：电解铝生产对输出电流的精密度要求较高，一般要求在0.1%以内。

2.效率：整流器的效率直接影响到电解铝生产的能耗和成本，一般要求在90%以上。

3.功率因数：功率因数是衡量整流器电能利用效率的重要指标，一般要求在0.9以上。

4.故障自诊断能力：整流器需要具备自动故障检测和诊断功能，以提高设备的可靠性和维修效率。

四、整流器的应用领域除了电解铝生产，大功率整流器还广泛应用于电力系统、工业控制、交通运输等领域。

在电力系统中，整流器可以用于直流输电、电动机驱动、电动汽车充电等。

在工业控制中，整流器可以用于电镀、电解、电火花加工等。

在交通运输中，整流器可以用于地铁、高铁、电动汽车等。

XX年报关员考试商品归类模拟题及答案［九］1、生咖啡豆（哥伦比亚产）2、速溶咖啡3、咖啡粉（未浸除咖啡碱）4、乳清粉5、丁腈橡胶（NBR，长方体块状）6、丁腈橡胶（NBR,不规那么块状）7、大功率整流器（额定容量超过500千伏安）8、装入肠衣的熏腌牛肉（未经绞碎、未经调味、供食用）9、火腿肠（淀粉占70％、精瘦肉占25％，其他占5％）10、涤纶制的传动带11、成卷的宽度为14.5厘米的自粘的胶粘纸12、钉书机用钢铁制成条的钉书钉13、图钉14、工业用硬脂酸15、硬脂酸16、浴室淋浴用的不锈钢制软管17、皮革制急救药箱18、黄铜管（用于冰箱冷凝器及蒸发器）19、聚丙烯编结物（扁条宽度6mm的聚丙烯扁条经经纬编结而成的编结物，双面涂聚氯乙烯，且肉眼可辨）20、聚丙烯编结物（扁条宽度4mm的聚丙烯扁条经经纬编结而成的编结物，双面涂聚氯乙烯，且肉眼可辨）21、半导体晶体切片机（切片直径2150mm）22、洗发香波23、局域网交换机24、铁皮制门牌25、钢铁制搪瓷脸盆26、棉制牛仔裤27、玻璃钢作的活动房屋28、基站控制器29、纯桑蚕丝漂白双绉（幅宽110厘米）30、先锋霉素原药（头孢拉啶）31、花露水32、清凉油（零售包装）33、汽车风扇34、汽车风扇用尼龙扇叶35、印花墙布36、机织的印花纯棉浴巾37、陶瓷管（化工车间用）38、陶瓷管（电工绝缘用）39、平板锌材，截面为矩形，宽度为40mm，厚度为5mm，卷状，经轧制外未经其他加工。

40、复印机用碳粉1、生咖啡豆（哥伦比亚产）090111002、速溶咖啡210111003、咖啡粉（未浸除咖啡碱）09012100归类说明：本组商品为咖啡及其不同加工程度的产品。

咖啡豆作为咖啡的初级产品，应归入第9章，查阅本章品目条文，生咖啡豆应作为未焙炒且未浸除咖啡碱的咖啡，按这些条件将生咖啡豆归入编码09011100。

咖啡粉是由多种已焙炒后的咖啡豆按一定比例混合，经机械磨碎、筛分制得的，因只是简单的磨碎，其加工程度未超出第9章的所允许的范围，故仍要归入第9章，并按详细条件归入编码09012100。

三相电压型大功率PWM整流器研究和系统设计近年来，随着电力电子器件的发展和现代控制理论的应用，PWM整流器因具有交流侧可单位功率因数运行，能量可以双向流动等优点，而成为电力电子领域的研究热点，并且在风力并网发电，有源电力滤波方面得到了大力的应用。

本文以三相电压型PWM整流器为研究对象，在广泛研究了PWM整流器的研究热点和应用现状上，建立了基于开关函数的数学模型，深入分析了三相电压型PWM整流器的换流过程和工作原理。

在对比了PWM整流器现行的各种控制策略优缺点后，采用直接电流控制策略，在MATLAB中建立了基于直接电流控制策略的PWM整流器仿真模型，通过仿真，分析了PWM整流器中电感，电容参数变化，负载变化时对系统性能的影响，提出一种PWM整流器交流侧电感计算方法。

针对传统直接电流控制策略中PWM整流器交流侧电流总谐波畸变率大等问题，提出基于参数自整定模糊PI控制算法，来代替直流电流控制中普通的PI 控制器。

针对PWM整流器的直流电压超调量大，过渡时间较长等问题，将滑模变结构控制理论应用于PWM整流器中，建立了基于PWM整流器传递函数的电压外环滑模控制器，在N砂汀LAB/simuhnk中验证了上述改进措施的正确性。

最后，本文完成了以TMS32OF2812DSP为核心的PWM整流器系统设计。

完成主电路参数的计算，开关管的选型，完成了PWM整流器交流侧电压电流，直流侧电压检测电路设计以及驱动电路设计对PWM整流器软件设计进行概要介绍。

关键词PWM整流器，模糊控制，电感参数计算，滑模控制AB5TRACT AsthedevelopmentofPowerelectroniedevieesandmodemeontroltheory，Three PhaseV oltage SourcePWMReetifier(VSR)15widelyused. It15usefulinindustrialaPPlieationssuchasactivePowerfiiter，variable sPeeddrives.Three 一PhaseVSR15capableofbi一direetionalPowerflow，unityPowerfaetoroPerationandinPutcurrentwithlowhannonicCofltCllt.InthisPaper，theThree一PhaseVSRMathematiesmodebasedonswitehingfunctionareseParatelysetteduPinthree一Phasestationaryeoordinateandtwo一Phasesynehronouslyrotatingcoordinate，anddireetcurrenteontrolschemeforthree一PhaseVSR15studiedandsimulated.Fromtheresultsofsimulation，thisPaPeranalysisedThree一PhaseVSRdynamicPerformaneeandrobustnesswhenitsinduetance，caPaeitaneeandloadareehanged，thenanewmethodaboutinductanceealculateinghasbeenProPosed.ConsideringhighhannoniecontenteharaeteristicoftheinPuteurrent，afuzZylogiceurrentregulatorbaseondeePlyanalyzingtheadvantagesoffuzZyPleontrolwasProPosed.ThefuzZylogiceurrentregulator15usedtoredueetheTHDofinPutcurrentsandaccommodationtimeofvoltage.InordertoimProvetherobustnessanddynamieresPonseofoutPutvoltage，anewsliding一modevoltageconirolregulatoralgorithm basedontransferfunctionwasProPosed.TheabovetwomethodshasbeenstudiedbysimulationinMATLABsoftwareandeomParedwithPlcontrol.SimulationresultsinN LAB/simulinkshowtheadvantagesoftwoProposedmethods.AtthelastofthisPaper，aresolvingstrategybasedonTMS320F281215ProPosed，ineludingthePowersystemdesignandthecontrolsystemdesign.KEYWORDSPwmreetifier，fuzZy一Pid，silding一modeeontrol目录摘要........……，…，，....................................……!ABS丁RACT (11)第一章绪论................，. (1)1.1课题的背景和研究意义 (1)1.2国内外发展水平和动向................， (2)1.2.1交流侧电流控制策略 (2)1.2.2无传感器控制................................， (4)1.2.3主电路的拓扑结构 (4)1.2.4智能控制在PWM整流器中的应用 (5)1.3本课题研究的主要内容 (5)第二章PWM整流器的运行基本原理..........................， (7)2.1PWM整流器的数学模型 (7)2.2PWM整流器运行的基本原理.............................，.. (9)2.2.1PWM整流器四象限运行的原理 (9)2.2.2直接电流控制基本原理......................……，................................. n2.2.3SVPWM技术在PWM整流器的应用 (16)2.3不同LC参数对系统性能的影响 (20)2.3.1仿真模型的建立 (20)2.3.2交流电感对系统性能的影响 (24)2.3.3直流电容对系统性能影响 (26)2.3.4负载变化对系统性能的影响 (27)2.4本章小结 (28)第三章改善PWM整流器的性能研究 (29)3.1改善PWM整流器性能的两种途径 (29)3.2电流内环的模糊PI控制 (29)3.2.1选择模糊PI控制算法的原因 (29)3.2.2模糊控制的基本原理 (29)3.2.3电流内环模糊自适应PI控制器的设计..............................................……303.2.4PWM整流器的电流内环模糊PI仿真...............................................……333.3PWM整流器的滑模变结构控制.....................................................................363，3.1选择滑模控制的原因及其在PWM整流器上的应用现状 (36)3.3.2滑模变结构控制基本原理...................................................................……373.3.3滑模控制的抖振问题..........................................................................……403.3.4PWM整流器电压环的滑模控制器设计.............................................……413.3.5减弱PWM整流器滑模控制抖振措施 (44)3.4本章小结......................................................................................................， (45)第四章PWM整流器的系统设计.......................，.. (47)4.1主电路参数设计 (47)4.1.1开关管参数选择.........................................................................， (47)4.1.2开关管缓冲电路设计....................................................................， (48)4.1.3交流侧电感直流侧电容设计...............................................................……494.2控制电路设计.............，..............................................................，.. (49)4.2.1DSP上电模块.......................................................................................……494.2.2交流电压直流电压检测模块...............................................................……504.2.3交流电流检测模块......................................................................……，.……534.2.4驱动电路..............................................................................................……544.2.5同步信号检测电路...........................................................，. (57)4.2.6散热系统..............................................................................................……574.3软件设计概述 (57)4.3.1主程序模块...........................................................................................……574.3.2外部中断程序......................................................................................……584.3.3Tl中断程序模块..................................................................................……594.4本章小结 (59)结论与展望 (60)参考文献.........，...，.. (62)附录 1.......................................................，.. (66)致谢................................，....................， (69)攻读硕士学位期间发表的论文..................................……70中南大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论课题的背景和研究意义能源是国民经济飞速发展的重要因素，如何合理开发和高效利用能源是大力提倡低碳经济的今天迫切需要解决的问题。

大功率整流器原理
《大功率整流器原理》
大功率整流器是一种用于将交流电转换为直流电的装置，通常用于工业和电力系统中。

其原理主要是利用电力电子器件来完成交流电向直流电的转换，以满足大功率直流电负载的需求。

整流器通常采用半导体器件，如整流二极管和晶闸管来实现电流的单向传输。

在交流输入电压的每个正半周，整流器将电压转换为直流输出，并通过滤波电路来提供稳定的直流电压。

整流器的类型包括单相全波整流、三相半波整流和三相全波整流等。

其中，三相全波整流器最常用于大功率应用中，由于其能够提供更稳定的直流电压输出。

在大功率整流器中，还会配备功率电子器件如可控硅、IGBT和功率晶体管等，以实现对电压和电流的精确控制。

这些器件可以通过PWM技术来调整输出电压和频率，从而满足不同负载的需求。

总之，大功率整流器的原理是利用电力电子器件来将交流电转换为直流电，通过滤波和控制技术来提供稳定的直流输出。

它在工业和电力系统中扮演着重要角色，为大功率直流负载提供可靠的电源支持。

电解铝用大功率整流器设计电解铝是一种通过电解法制备铝金属的过程，它是一种重要的金属制备工艺。

在电解铝的过程中，要用到大功率整流器来将交流电转换为直流电，提供给电解槽中的阳极和阴极。

电解铝的过程主要包括两个步骤：在电解槽中，铝矾石经过氧化和还原反应分解成氧气和铝金属，还原反应是通过电流通过阳极和阴极完成的。

其中，阳极是由碳素材料制成，而阴极则由铝金属制成。

为了保持一个稳定的电解过程，需要提供一个稳定的直流电源，这就需要用到大功率整流器。

大功率整流器的设计需要考虑以下几个方面：1.输出功率：电解铝需要耗费大量的电能，因此整流器需要具备较高的输出功率。

根据电解槽的规模，整流器的输出功率可以从几千千瓦到数十千瓦不等。

2.稳定性：为保证电解过程的稳定，整流器需要具备较高的稳定性。

它应对电网电压、负载变化等因素具有较高的抗扰动能力，以保证电解过程不受到外界因素的影响。

3.效率：由于电解铝的过程需要耗费大量的电能，因此整流器需要具备较高的能量转换效率。

高效的整流器能够减少能量的损耗，提高能源利用效率。

4.控制功能：整流器需要具备一定的控制功能，例如电流和电压的调节，保护功能等。

这些功能可以通过现代控制技术来实现，以提高整流器的自动控制能力。

5.安全性：电解铝的过程中，电流较大，需要注意整流器的安全性。

整流器需要具备过流、过压、过温等保护功能，以防止电解槽和整流器本身的损坏。

针对以上几个方面，可以采取常见的大功率整流器设计方法，如采用双向可控硅整流器或者IGBT整流器等。

这些整流器具备较高的输出功率、稳定性和效率，同时也具备一定的控制和保护功能。

此外，还需要考虑整流器的散热、绝缘、接线等问题，以确保整流器的可靠性和安全性。

综上所述，电解铝用大功率整流器的设计需要考虑输出功率、稳定性、效率、控制功能和安全性等方面。

通过选用合适的整流器类型和合理的设计方法，可以满足电解铝过程对电源的要求，提高电解工艺的效率和能源利用率。