[發明專利]基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器

在審

• 申請號: 201811242700.6
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109245572A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 孟凡剛;姜彤;高蕾
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 范光曄

1.基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器，其特征在于，所述基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器包括輸入電感(1)、三組電力電子變換器(2)、中高頻移相變壓器(3)、第一組三相全橋整流電路(4)、第二組三相全橋整流電路(5)、輸出電容(6)、控制電路(7)和負載(8)；在交流側，輸入電感(1)與三相交流電壓源u_sa、u_sb、u_sc串聯連接；三組電力電子變換器(2)每組的輸入端與輸入電感(1)的右側相連，三組電力電子變換器(2)每組的8個IGBT的導通和關斷受控于控制電路(7)的控制信號；中高頻移相變壓器(3)的輸入端與三組電力電子變換器(2)的右側相連，中高頻移相變壓器(3)的三個原邊繞組相互獨立，不存在電聯系，中高頻移相變壓器(3)的兩個副邊繞組分別采用星型聯結和角型聯結，中高頻移相變壓器(3)的兩個副邊繞組輸出兩組相位相差30°的三相電壓；第一組三相全橋整流電路(4)的輸入端與中高頻移相變壓器(3)的輸出端a₁、b₁、c₁相連，第二組三相全橋整流電路(5)的輸入端與中高頻移相變壓器(3)的輸出端a₂、b₂、c₂相連；第一組三相全橋整流電路(4)和第二組三相全橋整流電路(5)串聯連接；第一組三相全橋整流電路(4)和第二組三相全橋整流電路(5)與輸出電容(6)及負載(8)并聯連接。

2.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器，其特征在于，所述三個大小相同的輸入電感(1)L_s分別與三相交流電壓源u_sa、u_sb、u_sc串聯連接，整流器等效為電流源型變換器。

3.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器，其特征在于，所述三組電力電子變換器(2)與中高頻移相變壓器(3)共同組成電力電子變壓器，在中頻狀態下，三組電力電子變換器(2)的每組由8個IGBT組成，共有四個橋臂，每個橋臂采用2個IGBT反向串聯連接，三組電力電子變換器(2)相互獨立；在高頻狀態下，三組電力電子變換器(2)的組成器件可使用MOSFET代替IGBT。

4.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器，其特征在于，所述控制電路(7)屬于開環控制，對三組電力電子變換器(2)每組標號為S_w1、S_w2、S_w7、S_w8的IGBT采用同一信號控制其通斷，對三組電力電子變換器(2)每組標號為S_w3、S_w4、S_w5、S_w6的IGBT采用同一信號控制其通斷。

5.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器，其特征在于，所述中高頻移相變壓器(3)采用隔離式變壓器結構，中高頻移相變壓器(3)由三個芯柱組成，每個芯柱上有一個原邊繞組和兩個副邊繞組；三個芯柱上的原邊繞組相互獨立，不存在電聯系，兩個副邊繞組分別采用星型聯結和角型聯結，星型聯結的繞組與角型聯結的繞組匝比為兩個副邊繞組輸出的兩組三相電壓幅值相等，星型聯結的繞組與原邊繞組電壓相位相同，角型聯結的繞組與原邊繞組相位相差30°。

6.根據權利要求1所述的基于電力電子變壓器的串聯型12脈波整流器，其特征在于，所述第一組三相全橋整流電路(4)和第二組三相全橋整流電路(5)串聯連接，輸出電壓加倍；輸出電容(6)采用大電容濾波，負載(8)電壓紋波小，可等效為恒壓負載。