[發(fā)明專利]多級電力變壓系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610757102.7
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107786098A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林禾
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江乾仕智能科技有限公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多級電力變壓系統(tǒng)及其控制方法，更具體地涉及一種能夠產(chǎn)生高電壓及高頻率的電力的多級電力變壓系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

一般而言，工業(yè)用臭氧發(fā)生器的電力變壓裝置，為了制造高電壓，在常用電源中接入變壓器或低頻率變流器和變壓器來產(chǎn)生高電壓。但存在如下問題：因常用電源或低頻率變流器的頻率被固定且較低，由此，極大限制臭氧發(fā)生量。因有的臭氧放電管的材質(zhì)制造是通過在當(dāng)前玻璃管上涂敷金屬而產(chǎn)生電極，因而接入頻率需要保持在1kHz以下，但放電管的電極若換為陶瓷管，就需要幾~10kHz左右的頻率，同時通過提高頻率能夠減少共振用反應(yīng)器的容量及尺寸。但是為了制造高電壓來提高變壓器的電壓，從而起到降低臭氧放電管的絕緣強(qiáng)度的做法不僅降低效率，且提高了投入的成本，由此，需要一種既能夠滿足臭氧放電管的特性又具有高效率低成本的電力變壓裝置。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的高頻率多級電力變壓系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)圖。參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)的多級電力變壓系統(tǒng)包括：電源、換流器部、多級變流器部。具有該結(jié)構(gòu)的多級電力變壓系統(tǒng)接入適合負(fù)載。電源向多級換流器部供給電力；換流器部接收從電源接入的交流電壓，轉(zhuǎn)換為直流電壓而輸出；多級變流器部接收從換流器部輸出的直流電壓，轉(zhuǎn)換為單相的高頻率交流電壓，而后輸出至負(fù)載即臭氧發(fā)生器。

圖2至圖7顯示系統(tǒng)運(yùn)行模式的電流流動的電路圖，圖8為顯示輸出電壓的系統(tǒng)運(yùn)行模式的電流及電壓圖表。

參照圖2至圖8，從MODE4變更為MODE1時，從MODE2變更為MODE3時，電流的方向從絕緣柵雙極型晶體管的總開關(guān)轉(zhuǎn)換為續(xù)流二極管通道，并產(chǎn)生高的峰值電壓(spike voltage)。該現(xiàn)象不在該普通變流器出現(xiàn)，但在單相共振負(fù)載方式下出現(xiàn)的現(xiàn)象；是一種隨著電流的極性變化而變化的現(xiàn)象；電壓和電流的相位差為遲相時不會出現(xiàn)，只在電壓和電流的相位差為同相或進(jìn)相時發(fā)生，即，在無電壓的零電壓狀態(tài)下，電流的極性變化時發(fā)生，但在直流連接下不發(fā)生電流的區(qū)間，即在各個絕緣柵雙極型晶體管內(nèi)電流循環(huán)時發(fā)生。峰值電壓(spike voltage)是指，在電流單向從元件的一端流向另一端而電流慢慢逆向流動時，分別經(jīng)過元件的一端和另一端的電壓差較大的情況，為兩級時，該電壓在正常情況下只產(chǎn)生在使用的絕緣柵雙極型晶體管的內(nèi)壓范圍內(nèi)，不會超過絕緣柵雙極型晶體管的額定電壓，但在多級的情況下，另一級的電壓一同增加，峰值電壓發(fā)生超過本身額定電壓，由此，使得元件發(fā)生損傷，在多級電力變壓系統(tǒng)中，因產(chǎn)生超過絕緣柵雙極型晶體管(insulated gate bipolar mode transistor)的內(nèi)壓的峰值電壓，而存在絕緣柵雙極型晶體管的燒毀及輸出電壓受影響的問題。因此，需要開發(fā)多級電力變壓系統(tǒng)，使得在無電壓的零電壓狀態(tài)下改變電流的極性時峰值能夠得到抑制。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種多級電力變壓系統(tǒng)及其控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：包括電源部、換流器部、多級變流器部、峰值電壓抑制部和負(fù)載，所述多級變流器部接收從電源部接入的三相電壓，轉(zhuǎn)換為直流電壓并輸出；所述峰值電壓抑制部設(shè)置于所述多級變流器部和所述負(fù)載之間，在所述多級變流器部與負(fù)載之間形成并聯(lián)的電阻，將輸出至所述負(fù)載的電流方向發(fā)生改變時發(fā)生的峰值電壓降到最小化。

優(yōu)選的，還包括變壓器部，所述變壓器部并聯(lián)設(shè)置于多級變流器部與負(fù)載之間，接收所輸入的多級變流器部的功率，轉(zhuǎn)換為高電壓并輸出至所述負(fù)載。

優(yōu)選的，所述換流器部包括第一換流器模塊和第二換流器模塊；所述多級變流器部包括第一變流器模塊和第二變流器模塊；所述峰值電壓抑制部由峰值電壓抑制節(jié)點(diǎn)連接線構(gòu)成，所述峰值電壓抑制節(jié)點(diǎn)的兩端分別連接于第一變流器模塊與負(fù)載之間的連接線和第二變流器模塊與負(fù)載之間的連接線，所述峰值電壓抑制節(jié)點(diǎn)連接線依次包括電阻R1、電容C5、電容C6和電阻R2，所述電容C5與電容C6之間的連接點(diǎn)接地連接。

優(yōu)選的，所述峰值電壓抑制部連接有電壓測定模塊，該電壓測定模塊分別測定第一變流器模塊和第二變流器模塊的輸出電壓大小；所述電阻R1和電阻R2為電位計，根據(jù)通過電壓測定模塊測定的第一變流器模塊和第二變流器模塊的輸出電壓的大小分別改變所述電阻R1和電阻R2的阻值。