[發(fā)明專利]基于低復雜度電流脈波倍增方式的24脈沖整流裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN113783439A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發(fā)明（設計）人: 禹金標;李高松;白洪超
• 申請（專利權(quán)）人: 山東艾諾儀器有限公司
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M7/06
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本發(fā)明提供了基于低復雜度電流脈波倍增方式的24脈沖整流裝置及方法，本發(fā)明中自耦移相變壓器僅為12脈沖，最終輸入電流為24脈沖，通過零序阻隔電抗器可靠阻斷零序電流，使系統(tǒng)更可靠運行，通過平衡電抗器和2個電流脈波倍增二極管達到電流脈波翻倍的效果。本發(fā)明通過12脈沖自耦移相變壓器實現(xiàn)24脈沖整流。電流脈波倍增方式不增加可控器件和驅(qū)動電路，不增加整流橋，僅通過1個平衡電抗器和2個二極管提高整流器脈波數(shù)量，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、體積小成本低的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多脈沖整流技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及基于低復雜度電流脈波倍增方式的24脈沖整流裝置及方法。

背景技術(shù)

目前航空上多采用多脈沖整流技術(shù)從電網(wǎng)取電為其系統(tǒng)供電，根據(jù)輸出電壓脈沖數(shù)量不同，多脈沖整流技術(shù)可分為12脈沖、18脈沖、24脈沖、30脈沖、36脈沖等，脈沖數(shù)量越多市電輸入側(cè)的電流諧波iTHD含量越小，對電網(wǎng)的污染越小。多脈沖整流系統(tǒng)的體積和重量隨著技術(shù)的進步在逐步減小，最初隔離型多脈沖變壓器等效容量在1.03％左右，系統(tǒng)體積、重量較大，后續(xù)采用自耦移相變壓器等效容量將至18％左右，體積、重量得到很大程度的降低。但純粹的自耦移相變壓器技術(shù)要求整流脈沖數(shù)越多，自耦移相變壓器輸出的電壓相數(shù)越多，變壓器繞組越多、連接方式越復雜，體積和重量隨之上升。研究一種在不增加自耦移相變壓器復雜度的前提下增加整流輸出脈沖數(shù)量的方法對于多脈沖整流技術(shù)具有較高的研究和應用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供基于低復雜度電流脈波倍增方式的24脈沖整流裝置及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中整流脈沖數(shù)越多，自耦移相變壓器復雜度越高的問題，實現(xiàn)降低自耦移相變壓器的復雜度，提高諧波抑制能力。

為達到上述技術(shù)目的，本發(fā)明提供了基于低復雜度電流脈波倍增方式的24脈沖整流裝置，所述裝置包括：

三相輸入電感、12脈沖自耦移相變壓器、三相整流橋、零序阻隔電抗器、平衡電抗器、電流脈波倍增二極管和母線電容；

三相市電經(jīng)過三相輸入電感進入12脈沖自耦移相變壓器輸入端，12脈沖自耦移相變壓器輸出端輸出六相電壓，每三相進入一組三相整流橋整流后經(jīng)過零序阻隔電抗器進入平衡電抗器和電流脈波倍增二極管，電流脈波倍增二極管輸出后連接母線電容，負載與母線電容并聯(lián)。

優(yōu)選地，所述三相輸入電感為E形三柱三相電感，輸入端連接三相市電UA、UB、UC，輸出端連接12脈沖自耦移相變壓器輸入端a、b、c。

優(yōu)選地，所述12脈沖自耦移相變壓器為原邊三角形12脈沖自耦移相變壓器，輸入端為a、b、c，輸出端為a′、b′、c′和a″、b″、c″，自耦變壓器輸出電壓a′、b′、c′幅值相同，相位依次滯后120度，a″、b″、c″幅值相同，相位依次滯后120度，兩組三相輸出電壓a′、b′、c′超前a″、b″、c″30度。

優(yōu)選地，所述12脈沖自耦移相變壓器中原邊繞組匝數(shù)為Np，副邊繞組匝數(shù)為Nq，設計匝比Nq:Np＝tan15°:1.732。

優(yōu)選地，所述三相整流橋為兩組，整流橋1的輸出端Udc1+與零序阻隔電抗器輸入端p1相連，整流橋1的輸出端Udc1-與零序阻隔電抗器輸入端p2相連；整流橋2的輸出端Udc2+與零序阻隔電抗器輸入端q1相連，整流橋2輸出端Udc2-與零序阻隔電抗器輸入端q2相連。

優(yōu)選地，所述整流橋1中的每個二極管，在每個電流周期內(nèi)導通120度，整流橋2的工作情況完全相同僅相位相比整流橋1滯后30度。

優(yōu)選地，所述零序阻隔電抗器ZT1接線端p1與整流橋1輸出端Udc1+相連，ZT1接線端p2與整流橋1輸出端Udc1-相連；零序阻隔電抗器ZT2接線端q1與整流橋2輸出端Udc2+相連，ZT2接線端q2與整流橋2輸出端Udc2-相連；零序阻隔電抗器ZT1接線端r1與平衡電抗器輸入端Um+相連，ZT1接線端s1與平衡電抗器輸入端Um-相連，ZT1接線端r2和ZT2接線端s2與母線電容C的負極相連，母線電容C與負載并聯(lián)。