[發明專利]三相前饋串并聯補償式高功率因數整流器

無效

• 申請號: 200610087425.6
• 申請日: 2006-06-09
• 公開（公告）號: CN101087102A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 王玉富
• 申請（專利權）人: 王玉富
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及三相整流器，尤其是一種前饋串并聯補償式三相高功率因數整流器。

技術背景

中國專利CN200420108964.X公開了一種24脈波整流的大功率變頻感應熔煉裝置，該裝置使用兩臺整流變壓器，其四組副邊上各并接兩套半導體電力整流電路，四套半導體電力整流電路的輸出端分別串接大電抗器濾波，用可控硅調壓，電路復雜，成本高，并且仍含有占基波電流為4.4％、4.0％的23次、25次諧波電流，總電流畸變率仍為5.9％，對電網造成諧波危害。

中國專利CN01140014.5公開了一種三相電源并聯前饋補償式功率因數校正電路，該電路在正常三相電源的主整流電路上并聯輔助前饋式補償電路。該前饋式補償電路在一個完整的周期中分12個節拍工作，補償電路在對應的相位區間通過控制電路按照順序使雙向開關分別關斷處于同極性的兩相電中電壓絕對值大的相，絕對值小的相與異極性相通過橋式整流電路輸出直流，再經升壓變換器控制電流波形，升壓注入到原三相橋整流電路的輸出端。該電路使兩同極性相中電壓絕對值低的相有了適宜波形的電流，同時降低了電壓絕對值高的相的電流，也改善了異極性相的電流波形，所以使得諧波失真明顯降低，電路工作效率很高。但該電路沒改變整流器的輸出電壓波型，即輸出直流電壓仍有紋波，并且當輸出端接入大濾波電容時，失真度迅速變大，對于工業上大量存在的線性負荷尤其是阻性負荷，無法穩壓。

發明內容

本發明的目的是在中國專利CN01140014.5專利基礎上提供一種三相前饋串并聯補償式高功率因數整流器，使其不僅能降低電源的諧波分量，同時改變整流器的輸出電壓波型，即消除輸出直流電壓紋波，當輸出端接入大濾波電容時，失真度不增加，而且能在一定的范圍內給出穩定的直流電壓，適應各種負載的需求。

本發明采用的解決方案是：1)在中國專利CN01140014.5并聯輔助的補償電路中增加一個隔離變換器，該隔離變換器的次級整流輸出與主整流器輸出串聯，不但填補主整流器輸出的電壓紋波，而且提供一定范圍穩壓調整；2)在原升壓變換器的BOOST二極管的兩端并聯開關管，使變換器能在每個的相位區間的起始或末尾能提供很小的從主整流輸出到低相間整流輸出反向電流。

市電網為三相恒壓交流電，瞬態功率平衡原理是三相電的重要原理和優異特性。實際需要的直流電源大多為恒定電壓電源，負載的變化遠小于工頻時，對于三相電是恒定功率負荷，三相電機變頻調速系統的電機負荷是對稱的，負載的變化遠小于工頻時，對于三相電也是恒定功率負荷。設計良好的轉換器應能實現電能從三相交流電到恒壓直流電的穩定流通而不需儲能濾波，也就不會向電網輻射諧波。傳統的二極管、可控硅整流器和線性穩壓整流器通過大容量的電感和電容吞吐紋波能量濾波得到的直流電不理想，并產生向電網輻射的諧波，增加成本造成危害。

本發明使用的電路與中國專利CN01140014.5相同的是主整流電路I包括主三相橋110和主濾波電容120；前饋式補償電路II包括低相間整流器20、升壓變換器21，但升壓變換器21的BOOST二極管212、二極管213的兩端分別并聯開關管210、開關管211；關鍵在于增加輸出與前述專利輸出串聯的隔離變換器22。調整隔離變換器22使其輸出電壓帶有與主整流器輸出大小相等方向相反的紋波，以使總的輸出電壓恒定。對于穩定的負荷，整流器即可給出穩定的電流，同時由于輸出端可以接入大電容而不產生諧波，該整流器對需要穩定電壓的不穩定負荷也有很好的適應性。

在以下的表述中三相電的周期為2π，A、B、C分別代表三相，相差為A相的起始點為零，線電壓的峰值為1，整流器的輸出功率為1，則V_oI_o＝1，計算中不計整流器自身的損耗，三相輸入電壓分別為：