高功率六相整流器之研究

主辦單位：苗栗產業創新推動中心
輔導單位：國立聯合大學電機工程系
受輔導廠商：鉦凱機電有限公司
計畫主持人：林志鴻
共同主持人：吳有基/林錦垣

緣起
目前業者從事於高低週波感應熱熔爐之開發其面臨在負載端之由開關元件切換後所造成之五次諧波量影響系統之電力品質甚大，尤其是在大電流負載時，更為突出，因此有專家建議加入串聯電容，以降低五次諧波量。在加入串聯電容之後，由於諧振效果，使得五次諧波量降低了一部分，但卻造成了負載開關元件之on時間加長、off時間縮短，導致於開關元件散熱時間不足而造成燒毀，因此須常常更換開關元件，以至於成本增加。另一方面，由於不同高低週波感應熱熔爐之負載值，如果以大電感值視之，則其值由0.5倍至2~4倍之變化，因此有專家建議，希望在輸入直流電源部分能夠調整輸入直流電源電壓值，來應付不同負載變化，以維持負載端電流值為固定值，可減緩因開關元件散熱時間不足而造成燒毀。此外，有專家建議採用兩組 及 各三相輸出之六相電源(二次端輸出電壓之 為相差 角或 角，因此可產生六相輸出電壓)，經可控制式整流器後，輸出可控電壓，並可依負載調整為由三相經可控制式整流器後輸出可控制電壓，或六相經可控制式整流器後輸出可控制電壓，但開關元件切換亦會造成諧波產生，因此極需要利用各種分析方法，能夠一一解決此一問題。

成果
1.完成分析兩組星形 (Y形)和三角形(Δ形)各三相輸出之六相電源系統組態，以PSIM軟體模擬此一電路架構，並研究於固定負載下之分析與評估。
2. 完成兩組星形 (Y形)和三角形(Δ形) 各三相輸出，其相差 30度角之六相電源系統組態架構成串聯及並聯整流器產生輸出直流電壓，以PSIM軟體模擬此一電路架構，並研究於固定負載下之可行性報告。
3.完成設計開關元件SCR所構成之串聯及並聯可控制式整流器後，以PSIM軟體模擬此一電路架構，並研究於固定負載下，以維持負載端電流為固定值時之開關元件脈寬調變(PWM)之切換方法及控制策略報告一份，並以負載端加入L-C被動濾波器之5次和7次諧波量之降低之分析與評估報告。
4.完成設計以負載端加入L-C被動濾波器之5次和7次諧波量之降低之分析與評估報告。

效益