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传统的三相不控或相控整流电路由于谐波含量大、功率因数低,对飞机电网和机载用电设备都带来了较大的危害。为降低输入电流的谐波含量、提高功率因数,常采用多脉冲的变压整流器将三相交流电转换为28V的直流电。多脉冲变压整流器具有可靠性高、过载能力强、EMI低的显著优点,广泛应用于航空二次电源中。
本文首先系统回顾了多脉冲整流技术,详细分析12脉冲变压整流器的工作原理,并进行了仿真分析,然后研制了一台5.6kW的样机。该样机采用饱和磁密高达2.4特斯拉的磁性材料1J22来制作变压器,显著提高了功率密度,实验结果验证了理论分析的正确性。
为进一步降低输入电流的谐波含量,本文提出了一种隔离式不对称18脉冲变压整流器,该变压器副边绕组采用自耦形式联结,且不需要平衡电抗器,变压器的等效容量为输出功率的1.11倍。实验结果表明,与12脉冲变压整流器相比,显著减少了整流器输入电流谐波含量,为进一步提高功率因数提供了一种可行的方案。
最后,论文分析了变压器漏感对三相桥式整流电路及12脉冲变压整流器的影响,建立了12脉冲变压整流器的动态模型,并通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。