[發(fā)明專利]基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811245263.3
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109378981A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李泉慧;張華強(qiáng);孟凡剛;高蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 范光曄

本發(fā)明提供了基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明電力電子移相變壓器由三組單相橋式不控整流電路、三組單相全橋逆變電路、控制電路和高頻移相變壓器組成；三組單相橋式不控整流電路和三組單相全橋逆變電路組成的電力電子變換器將輸入的工頻交流電先整流后逆變，實(shí)現(xiàn)將其升頻的功能，升頻后的交流電經(jīng)雙反星型高頻移相變壓器變換，輸出兩組相位相差180°的三相電壓，分別接入到兩組三相半波電路。由于變壓器工作頻率的升高，基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器的體積顯著降低，功率密度顯著升高。本發(fā)明適用于對體積和重量要求較高的大功率大電流整流場合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在許多工業(yè)過程中，大容量的直流電是必不可少的。多脈波整流技術(shù)恰是一種能提供大容量直流電的方法，且多脈波整流技術(shù)具有降低輸入線電流諧波和輸出電壓紋波系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，是提高系統(tǒng)電能質(zhì)量的一種簡便又可靠的方法。基于雙反星型結(jié)構(gòu)的多脈波整流器，由兩組三相半波整流電路并聯(lián)聯(lián)結(jié)，較于橋式電路，使用開關(guān)器件少，且每條通路上只有一個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通，大大減小了通態(tài)損耗，在電解，電鍍等大電流大功率場合得到了廣泛應(yīng)用。

在多脈波整流技術(shù)中，需要為后級整流橋提供幾組幅值相同，具有一定相位差的三相交流電壓，移相變壓器必不可少。然而，傳統(tǒng)的移相變壓器不僅體積大，十分笨重，變壓器油還會污染環(huán)境。順應(yīng)當(dāng)今市場的發(fā)展要求，人們對中高頻移相變壓器進(jìn)行了研究。變壓器的頻率越高，磁通量的變化速度越快，感應(yīng)電勢就會越大，在需要產(chǎn)生相同電勢的場合，中高頻移相變壓器需要的磁芯和線圈匝數(shù)比傳統(tǒng)移相變壓器少得多。將中高頻移相變壓器與電力電子變換技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)相結(jié)合，可以對變壓器兩側(cè)電壓，電流和功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。由此可見，中高頻移相變壓器不僅能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)變壓器的功能，還有減小系統(tǒng)尺寸，控制潮流等優(yōu)點(diǎn)。

將電力電子移相變壓器與基于雙反星型結(jié)構(gòu)的多脈波整流器相結(jié)合，大大減小了整體系統(tǒng)的尺寸，提高了系統(tǒng)性能，能夠更廣泛地應(yīng)用于大電流大功率場合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，進(jìn)而提供基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器，所述基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器包括三組單相橋式不控整流電路、三組單相全橋逆變電路、控制電路、中高頻移相變壓器、第一組三相半波整流電路、第二組三相半波整流電路、平衡電抗器和負(fù)載，輸入三相交流電u_sa、u_sb和u_sc分別接三組單相橋式不控整流電路的輸入端，三組單相橋式不控整流電路的輸出端分別接三組單相全橋逆變電路的輸入端，控制電路生成所需的PWM控制信號控制三組單相全橋逆變電路中開關(guān)器件的通斷；中高頻移相變壓器原邊的三個(gè)繞組相互獨(dú)立，中高頻移相變壓器的兩個(gè)副邊繞組采用雙反星型聯(lián)結(jié)，三組單相全橋逆變電路的輸出端接中高頻移相變壓器的輸入端，中高頻移相變壓器的兩個(gè)副邊繞組輸出兩組幅值相同，相位相差180°的三相電壓；第一組三相半波整流電路的輸入端與中高頻移相變壓器的輸出端a1、b1、c1相連，第二組三相半波整流電路的輸入端與中高頻移相變壓器的輸出端a2、b2、c2相連，第一組三相半波整流電路和第二組三相半波整流電路的輸出端接在平衡電抗器兩側(cè)，從平衡電抗器的中點(diǎn)輸出接負(fù)載。

本發(fā)明基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器，所述三組單相橋式不控整流電路均采用二極管作為開關(guān)器件。

本發(fā)明基于電力電子移相變壓器的雙反星型整流器，所述三組單相全橋逆變電路均采用IGBT或MOSFET作為開關(guān)器件。