[實用新型]一種基于全波斬控整流電路的直流供電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420246939.1
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN203911792U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 郭高朋
• 申請（專利權）人: 郭高朋
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M7/219;H02M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于全波斬控整流電路的直流供電系統(tǒng)，其特征在于：由交流電源，N個全波斬控整流電路以及一個或多個直流負載構成；

其中交流電源由N個單相交流電源組成，N個單相交流電源之間相互隔離；每個單相交流電源為一個全波斬控整流電路供電，接入全波斬控整流電路的交流側；

N個全波斬控整流電路的直流側依次串聯(lián)連接，全波斬控整流器1的正極輸出與全波斬控整流器N的負極輸出分別連接到直流母線的正極和負極；

直流負載的直流側輸入的正極和負極分別連接到直流母線的正極和負極；

全波斬控整流電路包含單相全橋二極管整流電路，濾波電容，補償電路，多重斬波電路；

單相全橋二極管整流電路作為全波斬控整流電路的交流輸入，單相全橋二極管整流電路的直流側接濾波電容（C），多重斬波電路的輸入接濾波電容（C）的兩端，多重斬波電路的輸出作為全波斬控整流電路的輸出；其中補償電路的作用為補償電容的充放電電流；

其中多重斬波電路由多個單重降壓斬波電路構成，其中單重降壓斬波電路由IGBT（T），二極管（D）和電感（L）構成，IGBT的集電極作為斬波電路的正極輸入，IGBT的發(fā)射極，二極管（D）的陰極和電感（L）的一端相連，二極管（D）的陽極作為斬波電路的輸入的負極和輸出的負極，電感（L）的另一端作為斬波電路輸出的正極；

多個單重斬波電路的正極輸入相連作為多重斬波電路的正極輸入，多個單重斬波電路的負極輸入相連作為多重斬波電路的負極輸入，多個單重斬波電路的正極輸出相連作為多重斬波電路的正極輸出，多個單重斬波電路的負極輸出相連作為多重斬波電路的負極輸出。

如權利要求1所述的基于全波斬控整流電路的直流供電系統(tǒng)，其特征在于：權利要求1所述的交流電源由三相交流電源和變壓器組成，其中變壓器的一次側接三相交流電源，二次側有N個線圈，且N個線圈相互隔離，每個線圈接全波斬控整流電路的交流側輸入。

2.如權利要求1所述的基于全波斬控整流電路的直流供電系統(tǒng)，其特征在于：權利要求1所述的交流電源為交流發(fā)電機，該發(fā)電機有N個繞組，繞組之間相互隔離，每個繞組接一個全波斬控整流電路的交流側輸入。

如權利要求1所述的一種基于全波斬控整流電路的直流供電系統(tǒng)，其特征在于：所述的多重斬波電路中的IGBT的占空比為：

??(1)

其中D為所述的直流斬波電路中IGBT的占空比，Vdc為所述的二極管整流電路直流側電壓瞬時值，I₁為直流斬波電路輸出側電流，G為等效電導；通過控制等效電導（G）的大小，便可以控制整流電路輸出電壓的大??；

其中濾波電容（C）和斬波電路可以等效為一個電導為G的電導，連接在二極管整流電路的直流側，從而使二極管整流電路的交流側電流為正弦波；

全波斬控整流電路的輸出電壓為：

???（2）

設二極管整流電路交流側電壓的數(shù)學表達式為：

（3）

則二極管整流電路直流側電壓表達式為：

（4）

將式（4）帶入式（2）可以得到全波斬控整流電路的輸出電壓為：

??（5）

由式（5）可以看到，全波斬控整流電路的輸出電壓中含有直流分量和倍頻分量；

所述的變壓器的二次側由一組或多組三相交流電源構成，假設其中一組三相交流電源的電壓為：

（6）

根據(jù)式（5）可以得到則每個全波斬控整流電路的輸出電壓為：

（7）

由于全波斬控整流電路的直流側串聯(lián)連接，則其直流側輸出電壓為：

（8）

將式（7）代入式（8）可以得到：

（9）

由式（9）可以看出，三相全波斬控整流電路的直流側輸出電壓是一個穩(wěn)定的直流電壓，單個全波斬控整流電路的直流側串聯(lián)后，其輸出電壓中的倍頻波動分量相互抵消了，而三相交流電源輸入的電流為正弦波，可以通過改變等效電導（G）的大小來改變?nèi)喟肟卣麟娐返妮敵鲭妷骸?/p>

3.如權利要求1所述的一種基于全波斬控整流電路的直流供電系統(tǒng)，其特征在于：所述的補償電路由主H橋子模塊（SM），一個或多個輔助H橋子模塊（SM₁~SM_n）和電感（L₁）構成，其中主H橋子模塊（SM）的直流側接權利要求1所述的全波斬控整流電路中的二極管整流電路直流側濾波電容（C），輔助H橋子模塊的交流側，電感（L₁）和主H橋子模塊（SM）的交流側依次串聯(lián)連接，形成一個回路；輔助H橋子模塊（SM₁~SM_n）的直流側接電容（C₁~C_n），用于穩(wěn)定輔助H橋子模塊的直流側電壓；

主H橋子模塊（SM）的控制方法為：二極管整流電路交流側電壓（V_ac）為正時，主H橋子模塊中的IGBT1（T₁）和IGBT4（T₄）導通，二極管整流電路交流側電壓（V_ac）為負時，主H橋子模塊的IGBT2（T₂）和IGBT3（T₃）導通，此時，主H橋子模塊的交流側輸出電壓與二極管整流電路交流側電壓（V_ac）的瞬時值相等；主H橋子模塊（SM），輔助H橋子模塊（SM₁~SM_n）和電感構成一個單相STATCOM系統(tǒng)；

通過控制輔助H橋子模塊（SM₁~SM_n）的交流側輸出電壓可以控制該單相STATCOM系統(tǒng)輸出的無功功率，通過調(diào)整該無功功率的大小，可以使單相STATCOM系統(tǒng)的感性無功與二極管直流側濾波電容（C）的容性無功相互抵消，從而補償濾波電容（C）的容性無功對全波斬控整流電路交流側波形的影響。