[實(shí)用新型]一種大功率高穩(wěn)定度可控硅整流電源及其主電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320341808.7
• 申請(qǐng)日: 2013-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203398983U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李正力;陳天錦;馬瑞;于文杰;胡麗明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 許繼電氣股份有限公司;許繼電源有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/14
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/14
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種大功率高穩(wěn)定度可控硅整流電源及其主電路。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)系統(tǒng)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)大功率高穩(wěn)定度整流電源的需求也逐步增加。大功率的高精度、低紋波穩(wěn)定電源是一種非常重要的特種電源，在現(xiàn)代科學(xué)研究中獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。高能物理研究中的質(zhì)子同步加速器，核磁共振裝置中的磁體，都對(duì)磁場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定度提出了嚴(yán)格的要求。要保證磁場(chǎng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定，就要保證其勵(lì)磁電流的長(zhǎng)期穩(wěn)定。在要求穩(wěn)定電源輸出電流穩(wěn)定的場(chǎng)合，一般同時(shí)要求它的輸出電流紋波也極低。

根據(jù)某項(xiàng)國(guó)家重大科學(xué)工程項(xiàng)目的需求，需要為負(fù)荷或試驗(yàn)體提供大功率高穩(wěn)定度直流電源，根據(jù)提出的功率和穩(wěn)定度要求，我國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)均不能滿足該需求。

該項(xiàng)目對(duì)高穩(wěn)定度直流電源系統(tǒng)提出的技術(shù)性能指標(biāo)如下：

大功率高穩(wěn)定度直流電源系統(tǒng)由二組獨(dú)立的額定輸出電壓為700V、輸出電流為20kA的可控硅整流電源組成，二組電源并聯(lián)運(yùn)行額定輸出電流為40kA、額定功率為28MW，它們單獨(dú)或并聯(lián)為負(fù)荷供電都要滿足輸出電流8小時(shí)連續(xù)工作穩(wěn)定度優(yōu)于10ppm、輸出電流紋波小于50ppm的要求。

由于實(shí)現(xiàn)以上技術(shù)性能指標(biāo)的難度大，可以制造二組直流電源，無(wú)論單組還是二組并聯(lián)運(yùn)行滿足的技術(shù)性能指標(biāo)是：

并要求二組電源的技術(shù)參數(shù)、性能指標(biāo)及其它有關(guān)技術(shù)要求除應(yīng)滿足規(guī)定的技術(shù)條件之外，還應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于半導(dǎo)體變流器的相關(guān)規(guī)定。

大功率高穩(wěn)定度整流電源屬于大容量電力電子設(shè)備，目前國(guó)際上具有制造同類(lèi)型大容量電力電子設(shè)備能力的僅有日本、美國(guó)、法國(guó)和荷蘭等幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家。大功率高穩(wěn)定度整流電源的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制方式是大功率高穩(wěn)定度整流電源最為關(guān)鍵的技術(shù)。目前國(guó)際上四大強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室高穩(wěn)定度直流電源系統(tǒng)如下：

國(guó)外雖然有相同的試驗(yàn)系統(tǒng)，但因是國(guó)家科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)核心領(lǐng)域，不能直接引進(jìn)為我國(guó)所用，國(guó)內(nèi)也未見(jiàn)到成熟的技術(shù)方案。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種大功率高穩(wěn)定度可控硅整流電源及其主電路，用以解決大功率高穩(wěn)定度整流電源的高頻、低頻紋波的抑制問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案是：一種大功率高穩(wěn)定度可控硅整流電源主電路，包括一個(gè)24脈波整流單元、一個(gè)LC無(wú)源濾波單元和一個(gè)有源濾波單元，所述24脈波整流單元的交流側(cè)用于連接電網(wǎng)，直流側(cè)連接LC無(wú)源濾波單元，所述有源濾波單元連接在LC無(wú)源濾波單元的濾波電容器上。

所述24脈波整流單元由兩臺(tái)整流變壓器和四臺(tái)整流電感柜組成，兩臺(tái)變壓器的網(wǎng)側(cè)用于連接電網(wǎng)，閥側(cè)各連接兩臺(tái)整流電感柜的交流輸入端。

所述LC無(wú)源濾波單元由四臺(tái)濾波電感器和一臺(tái)濾波電容器組成，各濾波電感器的一端連接到對(duì)應(yīng)的整流電感柜的直流輸出端，另一端分別連接在濾波電容器上。

所述有源濾波單元為一個(gè)有源濾波柜，主要由有源濾波主電路、兩個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)及其控制電路和電容及其電壓控制電路構(gòu)成。

每臺(tái)整流電感柜均包括一個(gè)全波可控整流橋及其過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路和可控硅觸發(fā)電路。

本實(shí)用新型還提供一種大功率高穩(wěn)定度可控硅整流電源，由至少兩組可控硅整流電源主電路組成，每組可控硅整流電源主電路均包括一個(gè)24脈波整流單元、一個(gè)LC無(wú)源濾波單元和一個(gè)有源濾波單元，所述24脈波整流單元的交流側(cè)用于連接電網(wǎng)，直流側(cè)連接LC無(wú)源濾波單元，所述有源濾波單元連接在LC無(wú)源濾波單元的濾波電容器上。

所述24脈波整流單元由兩臺(tái)整流變壓器和四臺(tái)整流電感柜組成，兩臺(tái)變壓器的網(wǎng)側(cè)用于連接電網(wǎng)，閥側(cè)各連接兩臺(tái)整流電感柜的交流輸入端。

所述LC無(wú)源濾波單元由四臺(tái)濾波電感器和一臺(tái)濾波電容器組成，各濾波電感器的一端連接到對(duì)應(yīng)的整流電感柜的直流輸出端，另一端分別連接在濾波電容器上。

所述有源濾波單元為一個(gè)有源濾波柜，主要由有源濾波主電路、兩個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)及其控制電路和電容及其電壓控制電路構(gòu)成。

每臺(tái)整流電感柜均包括一個(gè)全波可控整流橋及其過(guò)壓、過(guò)流保護(hù)電路和可控硅觸發(fā)電路。