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2011 年 5 月 电 工 技 术 学 报 Vol.26 No. 5
第 26 卷第 5 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY May 2011
基于高频多脉变压器的
中高压变流器的建模和分析
1 1 1 1 1,2
郑 晟 汪 生 张军民 钱照明 彭方正
（1. 浙江大学电气工程学院 杭州 310027 2. Michigan State University East Lansing USA ）
摘要 利用高频多脉移相变压器的方式可以有效消除网侧 5 次和7 次谐波，并能解决现有工
频多脉移相变压器体积过大、重量偏重的缺点。本文为了对基于高频多脉变压器的中高压变流器
直流侧电压以及电网侧的谐波含量进行定量的数学分析，建立变流器的系统模型。通过对功率单
元以及直流侧的 12 脉整流器的电压、电流分别建立开关状态方程，可得网侧电流是关于 Io 的方
程式，并且与工频多脉整流具有相同的数学表达形式，因此可以在数学上证明高频方案同样可以
有效消除网侧5 次和7 次谐波。基于TMS320F2407 与CPLD 联合控制平台搭建的3300V ，20kVA
实验样机，验证了模型以及数学理论分析的正确性。此类型变流器采用多模块级联的方式，主要
适用于中高压整流场合，并能够得到较好的输入电流质量。
关键词：多脉整流器 高频多脉移相变压器 建模与分析 中高压整流系统 谐波消除技术
中图分类号：TM46
Modeling and Analysis of Multi-Pulse Converters Based on
High-Frequency-Operated Transformer
Zheng Sheng 1 Wang Yousheng 1 Zhang Junmin 1 Qian Zhaoming 1 Peng Fangzheng 1,2
（1. Zhejiang University Hangzhou 310027 China
2. Michigan State University East Lansing USA ）
Abstract In this paper, the multi-pulse converter based on high-frequency-operated transformers
which demonstrated considerable reduction in size and weight of the multi-pulse transformer, due to
higher frequency operation, is modeled and mathematically analyzed. It provides theoretical
investigations of the principle of the reduction in the 5th and 7th harmonic components in utility input
current. The models of both power cells and 12-pulse rectifier connected in series are defined using the
switching function framework. As a conclusion, the utilit
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