[發明專利]一種單相工頻交流電源轉換變頻三相交流正弦波電源的系統

在審

• 申請號: 202210514563.7
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114725979A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 方子朝;何信林;張文斌;倪繼文;張灝;劉沖;史振利;楊昭;楊熠輝
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/24;H02J3/12;H02M3/156
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種單相工頻交流電源轉換變頻三相交流正弦波電源的系統，包括交?直環節、Boost電路環節以及直?交逆變環節。本發明是采用交?直?交模式，其中交?直環節采用的是將工頻交流電整流為直流電，在經過一個電壓Boost電路將直流電壓進行升高，直?交環節采用電壓外環、電流內環雙閉環控制策略，可逆變為所需的三相正弦波交流電源。本發明在提高逆變系統的動態響應及抗干擾能力方面有著顯著作用，而且該方法一方面解決了某些特殊區域三相交流電源不易實現的問題；另一方面不僅可以通過調節給定頻率來改變輸出三相交流電源的頻率，而且可以通過給定電壓來控制三相電源的電壓輸出值。

技術領域

本發明屬于電源技術領域，具體涉及一種單相工頻交流電源轉換變頻三相交流正弦波電源的系統。

背景技術

隨著電力電子技術的快速發展，電源的需求也受到日新月異的變化，受電網線路架空走廊面積的影響，在各小型未建設工業用電設施，只有民用單相電，工作環境有防爆要求場所，單相電源往往不能滿足工作需求的作用。對于特種設備，不僅對交流電源相數有要求，而且也需要滿足其工作頻率改變的需求。傳統單相電源轉三相電源的轉換方案，是利用電容和電感電壓超前與滯后特性將單相電源進行裂相為三相電源電路，但采用這種方案的電源一方面受到負載特性的影響較大，另一方面對電容、電感參數要求較高。

因此，如何提供一種單相電源轉三相交流電源的轉換方案，是本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，隨著電力電子行業的快速發展，以電力電子技術為基礎支撐，探索一種單相工頻交流電源轉換變頻三相交流正弦波電源的系統，本發明提出一種單相工頻交流電源轉換變頻三相交流正弦波電源的系統。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種單相工頻交流電源轉換變頻三相交流正弦波電源的系統，包括交-直環節、Boost電路環節和直-交逆變環節，其中交-直環節出線端連接至Boost電路環節進線端，Boost電路環節出線端連接至直-交環節；

交-直環節采用的是將工頻交流整流為直流電，在經過一個電壓Boost電路將直流電壓進行升高，直-交環節逆變為所需的三相交流電源。

本發明進一步的改進在于，交-直環節包括單向輸入工頻交流電源和整流電路。

本發明進一步的改進在于，所述的單向輸入工頻交流電源為Ua。

本發明進一步的改進在于，所述的整流電路包含二極管VD1和電阻R1，二極管VD2和電阻R2，二極管VD3和電阻R3，以及二極管VD4和電阻R4，二極管VD1和電阻R1，二極管VD2和電阻R2，二極管VD3和電阻R3，以及二極管VD4和電阻R4采用并聯方式。

本發明進一步的改進在于，Boost電路環節包括電感L0、絕緣柵雙極型晶體管IGBT0、二極管VD0、電容Ca、電容Cb以及脈沖驅動環節，所述的Boost電路指的是整流電路模塊輸出端與電感L0一端相連接，電感L0另一端連接絕緣柵雙極型晶體管IGBT0和二極管VD0，二極管VD0與電容Ca和電容Cb連接；脈沖驅動環節與Boost電路絕緣柵雙極型晶體管IGBT0的門極所連接，利用輸入電壓、輸入電流與輸出電壓構成閉環PWM脈沖波來控制Boost環節的輸出的直流電壓；利用電感L0和電容Ca和Cb進行充放電，起到升電壓的作用。

本發明進一步的改進在于，Boost電路環節充電過程，絕緣柵雙極型晶體管IGBT0導通，整流電路直流電壓從電感L0儲能吸收能量，電容Ca和電容Cb放電；放電過程中，絕緣柵雙極型晶體管IGBT0截止，電感L0放電，電感的能量通過二極管VD0傳遞到負載。