[發明專利]54脈波移相整流變壓器

在審

• 申請號: 201610019779.0
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105609275A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發明（設計）人: 岳澤
• 申請（專利權）人: 蘇州吳變電氣科技有限公司
• 主分類號: H01F30/06
• 分類號: H01F30/06;H01F27/30;H01F27/28;H02M7/219
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 顧伯興

技術領域

本發明涉及一種54脈波移相整流變壓器。

背景技術

由于電力電子技術的不斷發展和進步，伴隨著新的控制理論的提出與完善，使得交流調速傳動，尤其是性能優異的變頻調速傳動得到飛速的發展。礦下防暴變頻器的大量推廣使用，在節能、省力化、自動化及提高生產率、提高質量、減少維修和提高舒適性等方面都取得了令人矚目的應用效果。為了使礦下防爆變頻器發揮更優越的特點，對其重要部件——移相整流變壓器的研究很有必要。

變頻器中為了將交流變換為直流，通常采用一臺整流變壓器與一臺整流器組成整流電路，如圖1，整流變壓器與整流器合稱為整流機組。圖1為六脈波橋式整流電路，在一個交流電周期內，或在360°電角內，直流電壓Vdc含有6個脈動紋波，每個紋波電角區間為60°。

整流過程中，整流器會向電網輸送大量諧波電流，諧波電流的次數m以公式表達為：m=n*P±1（P為等效相數即一個周期內的脈動數，n≥1）。由于整流變壓器繞組電流是非正弦的，含有很多高次諧波，為了減小對電網的諧波污染，提高功率因數，必須提高整流設備的脈波數，有效方法之一是對整流變壓器進行移相，如圖2中的12脈波整流變壓器、圖3中的48脈波整流變壓器、圖4中的18脈波整流變壓器、圖5中的36脈波整流變壓器，這種方法可以基本上消除幅值較大的低次諧波。以48脈波整流器為例，如圖3，通過48脈波移相整流變壓器的應用，其網側5，7，11，13，17，19，……，46次諧波均可相互抵消，網側的最低次諧波為47次。

應用在礦下的移相整流變壓器受限于防爆柜體的尺寸，多由多臺并聯的變壓器組構成，如三臺變壓器組成18脈波整流，二臺變壓器組成48脈波整流。目前，中高壓礦下變頻器所使用的移相整流變壓器最高脈波數為48，其網側的最低次諧波為47次。若要更進一步改善電壓電流波形，需要提高脈波數到54脈波，這時可采用一臺54脈波整流變壓器，如圖6。但是單臺54脈波整流變壓器由于其輸出電壓抽頭（3*9*3）眾多，生產工藝較難實現，穩定性較差。

目前電網對諧波限制的要求越來越高，對整流變壓器抑制諧波的方法也越來越嚴格，這就需要不斷改善現有干式移相整流變壓器結構，使其在運行過程中不僅能滿足這些要求，而且能夠滿足設備運行的可靠性和穩定性要求。

發明內容

本發明的目的是，提出適用于礦下防爆變頻器的一種移相整流變壓器帶有三組輸出繞組的布置、設計、聯結方法，實現一臺整流變壓器的3套輸出繞組對稱移相的18脈波整流，三臺整流變壓器并聯的均勻移相角的54脈波整流，減少對電網的諧波污染，提高功率因數。

本發明的技術解決方案是：

一種54脈波移相整流變壓器，由三臺18脈波移相整流變壓器組成，單臺18脈波移相整流變壓器具有一套輸入繞組和三套輸出繞組，輸出繞組對稱移相，三臺18脈波移相整流變壓器的輸入繞組之間對稱移相，使得三臺18脈移相整流變壓器的9套輸出繞組的電壓之間均勻相差6.7°，三臺18脈波移相整流變壓器的9套輸出繞組與整流器對應連接形成均勻54脈波整流。

進一步地，所述的單臺18脈波移相整流變壓器的輸出繞組的電壓相等，移相角分別為-20°、0°、+20°。

進一步地，所述的三臺18脈波移相整流變壓器的輸入繞組的電壓相等，移相角分別為-6.7°、0°、+6.7°。

進一步地，單臺18脈波移相整流變壓器的3套輸出繞組包括一個-20°繞組、一個0°繞組和一個+20度繞組，三個繞組徑向布置。

進一步地，-20°繞組和+20°繞組均包括主繞組和移相繞組，采用曲折形連接方法，主繞組匝數相等，移相繞組匝數相等，移相角度相等但方向相反。

進一步地，0°繞組只有主繞組，采用星形連接方法，匝數與20°繞組的等效匝數相等，不移相。

本發明的有益效果是：本發明解決了現有礦下變頻器用48及以下脈波移相整流變壓器向電網輸送較大諧波電流的技術問題，進一步地消除變頻器本身對電網的諧波污染。同時創新地利用三臺18脈波整流變壓器組成54脈波整流變壓器，體積更小、安裝更靈活，能極大地提高礦下變頻器的適用性。本發明的三臺變壓器組合式結構新穎，線圈結構簡約，同時可以實現移相整流、抑制諧波的目的，并能夠滿足目前設備運行的可靠性和穩定性要求。

附圖說明

圖1是現有技術中三相橋式整流電路即6脈波整流電路圖。

圖2是現有技術中單臺12脈波整流變壓器的繞組聯結方式和移相角。