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A new series-connected 36-pulse rectifier with hybrid DC-reinjection method for high power output
IET Power Electronics ( IF 1.7 ) Pub Date : 2023-03-14 , DOI: 10.1049/pel2.12481 Ying Wang 1 , Yalan Wang 1 , Xiaoqiang Chen 1 , Tao Chen 2 , Xiuqing Mu 1
IET Power Electronics ( IF 1.7 ) Pub Date : 2023-03-14 , DOI: 10.1049/pel2.12481 Ying Wang 1 , Yalan Wang 1 , Xiaoqiang Chen 1 , Tao Chen 2 , Xiuqing Mu 1
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In this study, a new 36-pulse rectifier with a hybrid DC-reinjection circuit is proposed. It multiplies the AC-side input voltage steps from 12 to 36 using a hybrid auxiliary circuit for voltage and current modulation. Both the AC and DC side harmonics of the rectifier system are efficiently suppressed when combined with filter capacitors at DC side. Only 2 more diodes and an IGBT are used in the proposed approach for constituting the injection circuit. The cascaded structure of rectifier bridges allows for significant voltage gain, making it appropriate for high power output rectification applications. The proposed 12-pulse rectifier's phase shifting structure and 36-pulse rectifier's operational theory are introduced. The injection transformer's turn ratio and the IGBT's conduction angle are both designed to have the lowest possible harmonic distortion of the voltage at AC side. Analyses are done on the rectifier's impedance matching feature and energy loss of IGBT. The operating performance of the rectifier is assessed when the active switch fails. With the help of a 1.8 kW prototype and a HIL system based on Starsim, the theoretical portion is confirmed. The results of the simulation and experiments support the effectiveness of the hybrid voltage harmonic injection method studied.
中文翻译:
一种采用混合直流再注入方法的新型串联 36 脉冲整流器,可实现高功率输出
在这项研究中,提出了一种带有混合直流再注入电路的新型 36 脉冲整流器。它使用用于电压和电流调制的混合辅助电路将 AC 侧输入电压阶跃从 12 倍增至 36 倍。与直流侧滤波电容相结合,可有效抑制整流系统的交直流侧谐波。在所提出的构成注入电路的方法中,仅使用了 2 个以上的二极管和一个 IGBT。整流桥的级联结构允许显着的电压增益,使其适用于大功率输出整流应用。介绍了所提出的12脉冲整流器的移相结构和36脉冲整流器的工作原理。注入变压器的匝数比和IGBT' 导通角均设计成交流侧电压的谐波失真尽可能低。分析了整流器的阻抗匹配特性和IGBT的能量损耗。当有源开关发生故障时,评估整流器的运行性能。借助 1.8 kW 原型和基于 Starsim 的 HIL 系统,理论部分得到确认。仿真和实验结果支持所研究的混合电压谐波注入方法的有效性。理论部分得到确认。仿真和实验结果支持所研究的混合电压谐波注入方法的有效性。理论部分得到确认。仿真和实验结果支持所研究的混合电压谐波注入方法的有效性。
更新日期:2023-03-14
中文翻译:
一种采用混合直流再注入方法的新型串联 36 脉冲整流器,可实现高功率输出
在这项研究中,提出了一种带有混合直流再注入电路的新型 36 脉冲整流器。它使用用于电压和电流调制的混合辅助电路将 AC 侧输入电压阶跃从 12 倍增至 36 倍。与直流侧滤波电容相结合,可有效抑制整流系统的交直流侧谐波。在所提出的构成注入电路的方法中,仅使用了 2 个以上的二极管和一个 IGBT。整流桥的级联结构允许显着的电压增益,使其适用于大功率输出整流应用。介绍了所提出的12脉冲整流器的移相结构和36脉冲整流器的工作原理。注入变压器的匝数比和IGBT' 导通角均设计成交流侧电压的谐波失真尽可能低。分析了整流器的阻抗匹配特性和IGBT的能量损耗。当有源开关发生故障时,评估整流器的运行性能。借助 1.8 kW 原型和基于 Starsim 的 HIL 系统,理论部分得到确认。仿真和实验结果支持所研究的混合电压谐波注入方法的有效性。理论部分得到确认。仿真和实验结果支持所研究的混合电压谐波注入方法的有效性。理论部分得到确认。仿真和实验结果支持所研究的混合电压谐波注入方法的有效性。