2024年3月13日发(作者：蒯飞雪)
延边三角形移相变压器在大型船用
起重吊机上的应用
张向晖， 王东升， 陈 丽， 肖建卫
（海洋石油工程股份有限公司建造公司调试部，天津３００４５２）
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｈａｓｅ—Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｒｅｃｔｉｉｆｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ｗｉｔｈ Ｅｐｉｔａｘｙ Ｄａｌｔａ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｈｅａｖｙ Ｍａｒｉｎｅ Ｃｒａｎｅｓ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｈｕｉ，ＷＡＮＧ Ｄｏｎｇ—ｓｈｅｎｇ，ＣＨＥＮ ｌｉ，ＸＩＡＯ Ｊｉａｎ—ｗｅｉ
（Ｃｈｉｎａ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｏｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎｇ ３００４５２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａ ｐｈａｓｅ—ｓｈｉｔｆｉｎｇ ｒｅｃｔｉ￣ｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｔｈ ｅｐｉｔａｘｙ ｄｅｌｔａ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎ—
ｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ｒｅｃｔｉｆｌｃａｔｉｏｎｆｕｌｉｆｌｌｍｅｎｔ ｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｏ ｐｈａｓｅ—ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｅｍｒ ｓｉ ｒｅ—
ｓｅａｒｃｈｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｈａｓｅ－Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｐｉｔａｘｙ Ｄａｈａ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｈａｒｍｏｎｉｃｓ；ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔ—
ｅｒ；Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ｒｅｃｔｉｆｌｃａｔｉｏｎ ｆｕｌｉｆｌｌｅｍｎｔ ｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；Ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
０前言
“海洋石油２０１”是海洋石油工程股份有限公司
正在建造中的４０００ｔ深水起重铺管船．船上的４０００ｔ
吊机的绞车包括主绞车、付绞车、扒杆绞车及小钩绞
车．４０００ｔ吊机的电力驱动系统不同于一般的海洋石
油平台电力系统，有近几年形成的电力电子新的技
术，值得研究．
荸 号 号 号 号 荸
图１中压配电系统
１ ４０００ｔ绞车电力驱动的研究
４０００ｔ吊机的绞车驱动系统，采用功率单元串联
１．１中压６．６ｋＶ配电系统
式多电平技术的变频器，它的最大优点是采用移相变
中压配电盘位于旋转平台的一层电气问．中压
压器，实现多重化，使其减小输入谐波．移相变压器具
６．６ｋＶ，５０Ｈｚ的三相电从船体的中压发电机发出，送
有三个功能：（１）实现一次侧，二次侧线电压的相位
至旋转平台的滑环上，再经滑环送到中压盘上．这个
偏移，以消除谐波；（２）变换得到需要的二次侧电压；
中压开关柜比较简单，上面主要挂了六台变压器．其
（３）实现整流器与电网问的电气隔离．
中四台Ｔ－Ｇ７１０１／７１０２／７１０３／７１０４是供驱动整流器
收稿日期：２０１０—１１—１２
作者简介：张向晖（１９６８一），男，高级工程师，研究方向：海油工程电气调试技术
技术篇２０１１年第四期 ３７
的．另两台Ｔ．Ｇ７１０５和Ｔ．Ｇ７１０６是常规动力变压器．
１．２ 中压６．６ｋＶ延边三角形移相驱动变压器
如图２所示，这是上图中压盘上挂于Ａ段母线上
的两个驱动变压器．这两台变压器的阀侧各连接整流
器，两台整流器的出口接于同一直流母线段上．输出
二次为双绕组，各为星型连接和三角形连接．
Ｔ－Ｇ７１０ｌ Ｔ＿Ｇ７１Ｏ２
１Ｏ０ＯｋＶＡ
１０００蠹
６．６／０．７２５／０．７２５ｋＶ ６．６／０．７２５／０．７２５ｋＶ
Ｄｙｌｌｄ０
Ｄｙｌ１ｄＯ
Ｕｋ＝５％
Ｕｋ＝５％
图２挂于中压盘Ａ断母线的网侧矢量连接组
相反的驱动变压器
１．２．１ 延边三角形移相变压器的作用
由于变流装置中用作换流元件的电力半导体器
件工作在开关状态，变流器产生的电压和电流多为非
正弦波形，包含了大量的谐波．近年来，随着电力电子
装置的广泛应用，使得电力电子变流装置成为电力系
统最大的谐波源．电压和电流谐波对用电和通信设备
产生一系列不利影响，因而谐波抑制成为变流器供电
系统亟待解决的问题．
大容量的变流器供电系统减少向电网注入谐波
的主要方法是采用多相整流电路和变流器的多重化
技术，一般需要采用多绕组移相变压器进行电路
移相．
１．２．２延边三角形移相变压器机理的研究
移相变压器的作用是用来削弱或消除电力半导
体变流装置和非线性负载产生的谐波电流和电压对
供电系统的影响．三相对称供电系统中一般以５，７，
ＩＩ和ｌ３次谐波含量较大且对系统影响较为严重，故
移相变压器主要针对综合削弱这几次谐波来设计．其
工作原理见图３和图４．
变压器网侧移相角 ＝７．５。
图３基波电流向量图
如图３所示，将网侧一相电流，分为２个支路电
３８第四期２０１１年技术篇
流， 和，，通过适当选取移相绕组的匝数和接线方式
可使支路电流的基波Ｊｒ ｌ和 相对于相电流基波，１
分别移相ｏｔ角和一ｔｏ角，基波相电流与支路电流的向
量关系如图．由于ｏｔ角较小，总的相电流基波Ｉｔ＝， 。
十，。 ２， ，，即采用移相后对基波电流的影响不大．然
而，采用移相接法对谐波分量的影响较大．
以１１次谐波电流为例，２支路的１１次谐波电流
， 和 ，相对于相电流基波， 分别被移相１ｌｏｔ和一
Ｉｌｏｔ角（１１Ｏｌ：１１ ７．５。：８２．５。），如下图４所示．
移相角ｌｌｃｔ＝８２．５。
图４ １１次谐波电流向量图
由于， 和，，， 接近于大小相等和方向相反，使来
自负载端由于半导体变流器或非线性负载产生的１１
次电流谐波 和 接近相互抵消，从而减轻或削弱
了负载谐波电流对供电系统的影响．
１．２．３最佳移相角的确定
通过以上面可知，选取某个特定的移相角可消除
某次谐波电流的影响．如取ａ＝１８。，可消除５次谐
波．想通过选定某个特定的移相角来同时消除多次谐
波带来的影响是不可能的．不同移相角对基波和５，
７，ｌ１和１３次等主要次谐波的衰减作用是不同的．考
虑到５次和７次谐波分量通常比１１次和１３次谐波
含量大且对供电系统的影响更为严重，较好的选择是
取 １１。．
１．３ ４０００ｔ吊机电驱动系统中谐波产生原因及危害
１．３．１谐波的产生及危害
４０００ｔ吊机的电驱动系统，要经过整流器和逆变
器，把交流整流成直流，再逆变为交流电的过程，此过
程将产生大量的谐波，并传输到中压发电机组小电网
系统中（４００Ｖ电网），引起４００Ｖ母线电压畸变．
４０００ｔ吊机电驱动系统工作时，产生的谐波会对
４００Ｖ电网上的其它用电设备带来不良影响：１）使电
网电压波形畸变，供电质量下降．２）谐波电流引起无
功功率增加，降低功率因数．３）使接在同一电网中的
变压器，交流电机等损耗加大，加速绝缘老化，还会使
这些设备的振动和噪声增加．４）使接在同一电网中
的电力电容器可能由于对谐波电流的放大而过电流．
５）谐波可能在公共电网中产生并联谐振，引起过电
压而损坏电网中的其它用电设备．例如ＵＰＳ电源经
常烧坏．６）谐波影响仪表用互感器的检测精度．７）
谐波对邻近的弱电系统，包括通信系统和电子设备产
生干扰．
１．３．２谐波的抑制无功功率补偿的研究现状
解决电子电力装置产生的谐波和低功率因数问
题，不外乎两种途径：一种是装设补偿装置，如有源滤
波器，无功功率补偿器等，设法对谐波进行抑制和对
无功进行补偿；另一种是对电力电子装置进行改进，
使其不产生谐波，或者少产生谐波（如本４０００ｔ吊机
的６脉动整流系统，更换为ｌ２脉动整流系统）．
现代电子电力技术的出现和发展为谐波和无功
功率补偿装置的能动控制提供了可能．近年来，电力
电子器件也由不可控器件，半控型器件及全控器件发
展到智能化的功率器件．这些新型器件的出现使得电
力电子变换电路本身及其控制系统产生了巨大的变
革，从传统的以整流为主的电力电子技术跨入了以直
流逆变成各种频率的交流为主的逆变时代，从而为各
种形式的变流器在交流系统中的应用创造了条件．
正是在电气拖动领域中得到广泛应用的相控脉
冲宽度调制（ＰＷＭ）技术和四象限变流技术为各种形
式的静止无功功率补偿装置（ＳＶＣ）和有源滤波器
（ＡＰＦ）控制器提供了控制基础原形．晶闸管获得广泛
应用后，以晶闸管控制电抗器（ＴＣＲ）为代表的静止无
功补偿装置（ＳＶＣ）有了长足的发展，可以对变化的无
功功率进行动态补偿．近年来，随着以ＧＴＯ，ＢＪＴ和
ＩＧＢＴ为代表的全控型器件向大容量，高频化方向的
不断发展，采用电力电子技术的各种有源补偿装置发
展非常迅速．而在谐波抑制方面，则出现了有源滤波
器（ＡＣＴＩＶＥ ＰＯＷＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，简称ＡＰＦ），其基本原理
是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一
个与该谐波大小相等而极性相反的补偿电流，从而使
电网电流只含基波分量．基本原理上和新型无功补偿
装置（ＳＶＧ）相同．
１．４整流器，ＶＳＤ直流母线，逆变器。制动斩波器
整流装置的单相导电作用，引起整流变压器交变
磁场波形的畸变；畸变的大小决定于直流容量占电网
容量的比例和流人电网中的谐波电流的频率，及谐波
次数．
一
般情况下，只要一套整流装置有两台整流变压
器，均采用等效ｌ２相系统，因为这种系统不需专门移
相，只要变换绕组的连接方式即可达到，当直流容量
较大时，则采用等效１８相以上的整流系统．
暖
｛ ·
＿
一
＿
…一
二＿，
｛ ～ ４ ｛ ｝一 ｛ ｝～
ｊ 一
； ；档 ｌ｛｝ 鳓
…
ｌ … ｝…
班醒魏 ｌ，Ｉ ” ｛ ； ｍ 臻 ＿！
管 口 ： … 出
～
§
图５整流器，ＶＳＤ直流母线，逆变器，制动斩波器
完美无谐波变频器是通过整流变压器的多个移
相组将各二次绕组形成相位差，各移相组分别为相
应的功率单元供电，实现了输入多重化功效，在这些
单元内完成整流、逆变、变频，然后再进行叠加．有了
多个移相，就可以消除各单元产生的谐波对电网的污
染，这就是完美无谐波变频器的基本工作原理．整流
变压器作为这一技术的重要配角，是伴随高压变频器
的出现而得到迅速发展．根据变频器单元数和电压等
级的不同，移相整流变压器输出绕组数和电压也不
同，３ｋＶ的多采用３级，移相分为０。、４－２０。，每移相组
电压为６３０Ｖ；６ｋＶ的多采用６级，移相分为土５。、±
１５。、±２５。，每移相组电压为６３０Ｖ；也有采用５级或７
级，５级时移相角为０。、±１２。、±２４。，电压为７１０Ｖ；７
级时移相角为０。、±８．５７。、土１７．１４。、土２５．７１。，电压
为４９０Ｖ；１０ｋＶ的多采用８级，移相分为±３．７５。、土
ｌ１．２５。、±１８．７５。、±２６．２５。，每移相组电压为７２０Ｖ，
也有采用９级和１０级等．
从理论上讲，级数越多，变压器输入侧的谐波越
少，对电网的污染越小，但级数多，高压变频器的功率
单元就多，增加了制造成本，所以上述级数是各变频器
厂家普遍采用的．变压器在结构上要与上述的简化一
些；１２脉波和１８脉波的整流变压器多采用分裂方式．
２结语
进过上述控制机理及控制过程的研究，为今后的
调试工作奠定了最初的理论基础．
参考文献：
［１］唐治德，黄立华，赵毅，等．中压配电网的混合型滤
波器设计［Ｊ］．重庆大学学报（自然科学版），２００８，
３１（５）．
［２］马大铭，朱东起，高景德．三相电压不对称时谐波和
无功电流的准确检测［Ｊ］．清华大学学报（自然科学
版），１９９７（ｏ４）．
［３］张海龙．完美无谐波高压变频器的原理及应用研究
［Ｊ］．微型机与应用，２０１０，２９（２１）．
技术篇２０１１年第四期 ３９
2024年3月13日发(作者：蒯飞雪)
延边三角形移相变压器在大型船用
起重吊机上的应用
张向晖， 王东升， 陈 丽， 肖建卫
（海洋石油工程股份有限公司建造公司调试部，天津３００４５２）
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｈａｓｅ—Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｒｅｃｔｉｉｆｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ
ｗｉｔｈ Ｅｐｉｔａｘｙ Ｄａｌｔａ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｈｅａｖｙ Ｍａｒｉｎｅ Ｃｒａｎｅｓ
ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｎｇ—ｈｕｉ，ＷＡＮＧ Ｄｏｎｇ—ｓｈｅｎｇ，ＣＨＥＮ ｌｉ，ＸＩＡＯ Ｊｉａｎ—ｗｅｉ
（Ｃｈｉｎａ Ｏｆｆｓｈｏｒｅ Ｏｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎｇ ３００４５２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ａ ｐｈａｓｅ—ｓｈｉｔｆｉｎｇ ｒｅｃｔｉ￣ｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｔｈ ｅｐｉｔａｘｙ ｄｅｌｔａ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎ—
ｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ａ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ｒｅｃｔｉｆｌｃａｔｉｏｎｆｕｌｉｆｌｌｍｅｎｔ ｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｏ ｐｈａｓｅ—ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｅｍｒ ｓｉ ｒｅ—
ｓｅａｒｃｈｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｈａｓｅ－Ｓｈｉｆｔｉｎｇ Ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｐｉｔａｘｙ Ｄａｈａ Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ｈａｒｍｏｎｉｃｓ；ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔ—
ｅｒ；Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ ｒｅｃｔｉｆｌｃａｔｉｏｎ ｆｕｌｉｆｌｌｅｍｎｔ ｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；Ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
０前言
“海洋石油２０１”是海洋石油工程股份有限公司
正在建造中的４０００ｔ深水起重铺管船．船上的４０００ｔ
吊机的绞车包括主绞车、付绞车、扒杆绞车及小钩绞
车．４０００ｔ吊机的电力驱动系统不同于一般的海洋石
油平台电力系统，有近几年形成的电力电子新的技
术，值得研究．
荸 号 号 号 号 荸
图１中压配电系统
１ ４０００ｔ绞车电力驱动的研究
４０００ｔ吊机的绞车驱动系统，采用功率单元串联
１．１中压６．６ｋＶ配电系统
式多电平技术的变频器，它的最大优点是采用移相变
中压配电盘位于旋转平台的一层电气问．中压
压器，实现多重化，使其减小输入谐波．移相变压器具
６．６ｋＶ，５０Ｈｚ的三相电从船体的中压发电机发出，送
有三个功能：（１）实现一次侧，二次侧线电压的相位
至旋转平台的滑环上，再经滑环送到中压盘上．这个
偏移，以消除谐波；（２）变换得到需要的二次侧电压；
中压开关柜比较简单，上面主要挂了六台变压器．其
（３）实现整流器与电网问的电气隔离．
中四台Ｔ－Ｇ７１０１／７１０２／７１０３／７１０４是供驱动整流器
收稿日期：２０１０—１１—１２
作者简介：张向晖（１９６８一），男，高级工程师，研究方向：海油工程电气调试技术
技术篇２０１１年第四期 ３７
的．另两台Ｔ．Ｇ７１０５和Ｔ．Ｇ７１０６是常规动力变压器．
１．２ 中压６．６ｋＶ延边三角形移相驱动变压器
如图２所示，这是上图中压盘上挂于Ａ段母线上
的两个驱动变压器．这两台变压器的阀侧各连接整流
器，两台整流器的出口接于同一直流母线段上．输出
二次为双绕组，各为星型连接和三角形连接．
Ｔ－Ｇ７１０ｌ Ｔ＿Ｇ７１Ｏ２
１Ｏ０ＯｋＶＡ
１０００蠹
６．６／０．７２５／０．７２５ｋＶ ６．６／０．７２５／０．７２５ｋＶ
Ｄｙｌｌｄ０
Ｄｙｌ１ｄＯ
Ｕｋ＝５％
Ｕｋ＝５％
图２挂于中压盘Ａ断母线的网侧矢量连接组
相反的驱动变压器
１．２．１ 延边三角形移相变压器的作用
由于变流装置中用作换流元件的电力半导体器
件工作在开关状态，变流器产生的电压和电流多为非
正弦波形，包含了大量的谐波．近年来，随着电力电子
装置的广泛应用，使得电力电子变流装置成为电力系
统最大的谐波源．电压和电流谐波对用电和通信设备
产生一系列不利影响，因而谐波抑制成为变流器供电
系统亟待解决的问题．
大容量的变流器供电系统减少向电网注入谐波
的主要方法是采用多相整流电路和变流器的多重化
技术，一般需要采用多绕组移相变压器进行电路
移相．
１．２．２延边三角形移相变压器机理的研究
移相变压器的作用是用来削弱或消除电力半导
体变流装置和非线性负载产生的谐波电流和电压对
供电系统的影响．三相对称供电系统中一般以５，７，
ＩＩ和ｌ３次谐波含量较大且对系统影响较为严重，故
移相变压器主要针对综合削弱这几次谐波来设计．其
工作原理见图３和图４．
变压器网侧移相角 ＝７．５。
图３基波电流向量图
如图３所示，将网侧一相电流，分为２个支路电
３８第四期２０１１年技术篇
流， 和，，通过适当选取移相绕组的匝数和接线方式
可使支路电流的基波Ｊｒ ｌ和 相对于相电流基波，１
分别移相ｏｔ角和一ｔｏ角，基波相电流与支路电流的向
量关系如图．由于ｏｔ角较小，总的相电流基波Ｉｔ＝， 。
十，。 ２， ，，即采用移相后对基波电流的影响不大．然
而，采用移相接法对谐波分量的影响较大．
以１１次谐波电流为例，２支路的１１次谐波电流
， 和 ，相对于相电流基波， 分别被移相１ｌｏｔ和一
Ｉｌｏｔ角（１１Ｏｌ：１１ ７．５。：８２．５。），如下图４所示．
移相角ｌｌｃｔ＝８２．５。
图４ １１次谐波电流向量图
由于， 和，，， 接近于大小相等和方向相反，使来
自负载端由于半导体变流器或非线性负载产生的１１
次电流谐波 和 接近相互抵消，从而减轻或削弱
了负载谐波电流对供电系统的影响．
１．２．３最佳移相角的确定
通过以上面可知，选取某个特定的移相角可消除
某次谐波电流的影响．如取ａ＝１８。，可消除５次谐
波．想通过选定某个特定的移相角来同时消除多次谐
波带来的影响是不可能的．不同移相角对基波和５，
７，ｌ１和１３次等主要次谐波的衰减作用是不同的．考
虑到５次和７次谐波分量通常比１１次和１３次谐波
含量大且对供电系统的影响更为严重，较好的选择是
取 １１。．
１．３ ４０００ｔ吊机电驱动系统中谐波产生原因及危害
１．３．１谐波的产生及危害
４０００ｔ吊机的电驱动系统，要经过整流器和逆变
器，把交流整流成直流，再逆变为交流电的过程，此过
程将产生大量的谐波，并传输到中压发电机组小电网
系统中（４００Ｖ电网），引起４００Ｖ母线电压畸变．
４０００ｔ吊机电驱动系统工作时，产生的谐波会对
４００Ｖ电网上的其它用电设备带来不良影响：１）使电
网电压波形畸变，供电质量下降．２）谐波电流引起无
功功率增加，降低功率因数．３）使接在同一电网中的
变压器，交流电机等损耗加大，加速绝缘老化，还会使
这些设备的振动和噪声增加．４）使接在同一电网中
的电力电容器可能由于对谐波电流的放大而过电流．
５）谐波可能在公共电网中产生并联谐振，引起过电
压而损坏电网中的其它用电设备．例如ＵＰＳ电源经
常烧坏．６）谐波影响仪表用互感器的检测精度．７）
谐波对邻近的弱电系统，包括通信系统和电子设备产
生干扰．
１．３．２谐波的抑制无功功率补偿的研究现状
解决电子电力装置产生的谐波和低功率因数问
题，不外乎两种途径：一种是装设补偿装置，如有源滤
波器，无功功率补偿器等，设法对谐波进行抑制和对
无功进行补偿；另一种是对电力电子装置进行改进，
使其不产生谐波，或者少产生谐波（如本４０００ｔ吊机
的６脉动整流系统，更换为ｌ２脉动整流系统）．
现代电子电力技术的出现和发展为谐波和无功
功率补偿装置的能动控制提供了可能．近年来，电力
电子器件也由不可控器件，半控型器件及全控器件发
展到智能化的功率器件．这些新型器件的出现使得电
力电子变换电路本身及其控制系统产生了巨大的变
革，从传统的以整流为主的电力电子技术跨入了以直
流逆变成各种频率的交流为主的逆变时代，从而为各
种形式的变流器在交流系统中的应用创造了条件．
正是在电气拖动领域中得到广泛应用的相控脉
冲宽度调制（ＰＷＭ）技术和四象限变流技术为各种形
式的静止无功功率补偿装置（ＳＶＣ）和有源滤波器
（ＡＰＦ）控制器提供了控制基础原形．晶闸管获得广泛
应用后，以晶闸管控制电抗器（ＴＣＲ）为代表的静止无
功补偿装置（ＳＶＣ）有了长足的发展，可以对变化的无
功功率进行动态补偿．近年来，随着以ＧＴＯ，ＢＪＴ和
ＩＧＢＴ为代表的全控型器件向大容量，高频化方向的
不断发展，采用电力电子技术的各种有源补偿装置发
展非常迅速．而在谐波抑制方面，则出现了有源滤波
器（ＡＣＴＩＶＥ ＰＯＷＥＲ ＦＩＬＴＥＲ，简称ＡＰＦ），其基本原理
是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一
个与该谐波大小相等而极性相反的补偿电流，从而使
电网电流只含基波分量．基本原理上和新型无功补偿
装置（ＳＶＧ）相同．
１．４整流器，ＶＳＤ直流母线，逆变器。制动斩波器
整流装置的单相导电作用，引起整流变压器交变
磁场波形的畸变；畸变的大小决定于直流容量占电网
容量的比例和流人电网中的谐波电流的频率，及谐波
次数．
一
般情况下，只要一套整流装置有两台整流变压
器，均采用等效ｌ２相系统，因为这种系统不需专门移
相，只要变换绕组的连接方式即可达到，当直流容量
较大时，则采用等效１８相以上的整流系统．
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二＿，
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班醒魏 ｌ，Ｉ ” ｛ ； ｍ 臻 ＿！
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图５整流器，ＶＳＤ直流母线，逆变器，制动斩波器
完美无谐波变频器是通过整流变压器的多个移
相组将各二次绕组形成相位差，各移相组分别为相
应的功率单元供电，实现了输入多重化功效，在这些
单元内完成整流、逆变、变频，然后再进行叠加．有了
多个移相，就可以消除各单元产生的谐波对电网的污
染，这就是完美无谐波变频器的基本工作原理．整流
变压器作为这一技术的重要配角，是伴随高压变频器
的出现而得到迅速发展．根据变频器单元数和电压等
级的不同，移相整流变压器输出绕组数和电压也不
同，３ｋＶ的多采用３级，移相分为０。、４－２０。，每移相组
电压为６３０Ｖ；６ｋＶ的多采用６级，移相分为土５。、±
１５。、±２５。，每移相组电压为６３０Ｖ；也有采用５级或７
级，５级时移相角为０。、±１２。、±２４。，电压为７１０Ｖ；７
级时移相角为０。、±８．５７。、土１７．１４。、土２５．７１。，电压
为４９０Ｖ；１０ｋＶ的多采用８级，移相分为±３．７５。、土
ｌ１．２５。、±１８．７５。、±２６．２５。，每移相组电压为７２０Ｖ，
也有采用９级和１０级等．
从理论上讲，级数越多，变压器输入侧的谐波越
少，对电网的污染越小，但级数多，高压变频器的功率
单元就多，增加了制造成本，所以上述级数是各变频器
厂家普遍采用的．变压器在结构上要与上述的简化一
些；１２脉波和１８脉波的整流变压器多采用分裂方式．
２结语
进过上述控制机理及控制过程的研究，为今后的
调试工作奠定了最初的理论基础．
参考文献：
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波器设计［Ｊ］．重庆大学学报（自然科学版），２００８，
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无功电流的准确检测［Ｊ］．清华大学学报（自然科学
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［Ｊ］．微型机与应用，２０１０，２９（２１）．
技术篇２０１１年第四期 ３９