[發明專利]一種自帶諧波補償功能的高頻加熱電源

在審

• 申請號: 202110650258.6
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113497566A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 劉廣東;趙杰;王磊;史越;顧明陽
• 申請（專利權）人: 保定景欣電氣有限公司
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06;H02M3/335;H02M1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種自帶諧波補償功能的高頻加熱電源，包括三相不控整流單元、DC?DC斬波單元、高頻變壓器、二極管不控整流單元、諧波濾除單元和控制單元；通過設置的諧波濾除單元用于補償模塊自身產生的諧波，三相不控整流單元用于把輸入的三相交流電整流成脈動直流，DC?DC斬波單元用于把脈動的直流降壓，高頻變壓器用于對輸入的高頻脈沖降壓處理，二極管不控整流單元用于把高頻變壓器輸出高頻脈沖，整流成直流供負載使用；通過本發明可以將高頻加熱電源模塊產生的諧波進行有效的濾除，避免對外部供電環境造成污染，實現一機多用，兼具加熱功能和諧波濾除功能于一身，解決了傳統的單晶爐加熱電源對電網的污染問題。

技術領域

本發明涉及新能源技術領域，具體為一種自帶諧波補償功能的高頻加熱電源。

背景技術

為了實現人類可持續發展，調整當前能源結構，以太陽能、風能為代表的清潔、可再生能源替代傳統化石能源已逐漸成為全世界的共識。在各種可再生能源中，太陽能發電具有無污染、可持續、總量大、分布廣、利用形式多樣等優點，在具備規模開發條件的可再生能源中，能夠實現零排放發電。整個光伏產業日益受到各國關注，行業的發展將明顯受益于世界整體能源結構的調整，獲得加速發展的機遇。

為適應全球節能減排和分布式光伏電站快速發展的大趨勢，光伏市場將呈現高增長態勢。目前單晶拉棒行業用加熱電源主流的技術方案為整流單元 +DC-DC斬波單元+高頻變壓器降壓+二極管整流單元組成，諧波含量高達30％。對于電源諧波問題，業主主流的諧波治理方案為在低壓變壓器配備有源電力濾波器方案，一般按照變壓器容量的30％容量配備。此種配置方式存在如下問題：

1、可靠性低，冗余設計不合理變壓器側有源濾波器一旦發生故障，整個片區的諧波含量超標，影響整個片區工藝生產過程，

2、諧波補償容量選擇不合理，存在過補，欠補問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自帶諧波補償功能的高頻加熱電源，可以將高頻加熱電源模塊產生的諧波進行有效的濾除，避免對外部供電環境造成污染，實現一機多用，兼具加熱功能和諧波濾除功能于一身，解決了傳統的單晶爐加熱電源對電網的污染問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種自帶諧波補償功能的高頻加熱電源，包括三相不控整流單元、DC-DC 斬波單元、高頻變壓器、二極管不控整流單元、諧波濾除單元和控制單元；所述三相不控整流單元的輸出端依次連接DC-DC斬波單元、高頻變壓器和二極管不控整流單元，二極管不控整流單元的輸出端連接直流負載；所述三相不控整流單元的輸入端連接三相交流輸入線，在三相交流輸入線與三相不控整流單元之間并聯諧波濾除單元，諧波濾除單元的輸出端連接控制單元，控制單元還與DC-DC斬波單元建立雙向電連接。

更進一步地，所述三相不控整流單元由六個二極管D1、D2、D3、D4、D5、 D6構成，六個二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6兩兩一組，分別是D1和D2、 D3和D4、D5和D6，并將每組中的兩個器件首尾相連組成一相橋臂，再將三相橋臂并聯組成三相整流單元，三相整流單元的輸入端連接三相交流輸入線，其輸出端接DC-DC斬波單元。

更進一步地，所述DC-DC斬波單元由功率開關器件V1、V2、V3、V4，續流二極管D7、D8、D9、D10，阻容吸收C2R2、C3R3、C4R4、C5R5構成；其中，功率開關器件V1和V2、V3和V4分別兩兩一組，并將每組中的兩個器件首尾相連組成一相橋臂，續流二極管D7、D8、D9、D10和阻容吸收C2R2、C3R3、 C4R4、C5R5并聯在每個功率開關器件上。

更進一步地，所述高頻變壓器為單獨模塊化器件，其輸入端與DC-DC斬波單元的輸出端連接，高頻變壓器的輸出端接入二極管不控整流單元的輸入端。