使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器制造技术

本发明专利技术提供了使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，属于电力电子技术领域。本发明专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器包括包括输入电感、隔离变压器、三组三相全桥整流电路、直流侧电感、负载和两组谐波注入电路。由于三组三相全桥整流电路的输出电流相位相差20°，谐波注入电路在每个电源周期内存在四种工作模态，通过分析这四种模态，确定注入变压器的匝比，从而对隔离变压器输出电压进行调制，达到抑制输入电流谐波的目的。本发明专利技术适用于对电能质量要求较高的高压大功率整流场合。本发明专利技术对提高输入电流电能质量，减小电流谐波总畸变率效果显著。

【技术实现步骤摘要】
使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器
本专利技术涉及使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，属于电力电子

技术介绍
在大功率整流技术中，不控型电力电子器件应用广泛。但是由于不控型器件的强非线性，产生了大量非特征次谐波，谐波污染严重，降低了交流侧电能质量。因此，提高整流器的谐波抑制性能，有效抑制整流系统产生的谐波，减小总谐波畸变率，成为电力电子技术研究的重要方向。改善整流装置的输入电流波形，是现阶段减少谐波污染一种有效的办法。串联型18脉波整流器在大电流大功率场合得到了广泛的应用，自耦变压器虽然容量大，损耗小，对特征次谐波具有一定的抑制作用，但其交、直流侧不设置隔离，存在一定的安全隐患；与12脉波整流器相比，18脉波整流器有着更低的谐波畸变率，另外，与并联连接方式相比，采用串联连接解决了电流不平衡地问题；但是，串联型18脉波整流电路自身仍将产生(18k±1)次谐波。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，所述使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器包括输入电感、隔离变压器、第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路、第三组三相全桥整流电路、直流侧电容、负载、第一组注入变压器、第二组注入变压器、第一组单相全波整流电路和第二组单相全波整流电路；三相交流电压源与输入电感的左侧串联连接，输入电感右侧与隔离变压器的原边绕组相连；隔离变压器作为移相变压器，隔离变压器的原边绕组采用三角形联结，隔离变压器的五个副边绕组相互独立且构成三组星形联结，隔离变压器输出三组相位相差20°的三相电压；第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路和第三组三相全桥整流电路的输入端分别与隔离变压器的输出端a1、b1、c1、a2、b2、c2和a3、b3、c3相连，第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路和第三组三相全桥整流电路的输出端串联连接即输出电压变为3倍；直流侧电容为三个相同的电容串联，直流侧电容的上端与第一组三相全桥整流电路的输出端正极和负载的正极相连，直流侧电容的下端与第三组三相全桥整流电路的输出端负极和负载的负极相连；第一组注入变压器和第二组注入变压器的左侧输入端分别连接到第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路和第三组三相全桥整流电路的连接点F、S上，第一组注入变压器和第二组注入变压器的右侧输入端分别连接到直流侧电容的连接点P、T上，第一组注入变压器和第二组注入变压器的副边绕组带有中心抽头；第一组单相全波整流电路和第二组单相全波整流电路的输入端分别与两组注入变压器的副边相连，第一组单相全波整流电路的输出端分别连接到直流侧电容中电容C1的上端和电容C2的下端，第二组单相全波整流电路的输出端分别连接到直流侧电容中电容C2的上端和电容C3的下端。本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，所述输入电感由三个相同的电感组成，三个电感分别与三相交流电压源usa、usb、usc串联构成等效电流源，直流侧电容由三个电容串联组成。本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，所述隔离变压器由三个芯柱组成，每个芯柱上有6个绕组，一个原边绕组和五个副边绕组，六个绕组的匝比为原边绕组a、b、c采用三角形联结，绕组a2、b2、c2、a3、b3、c3为第一组星形联结的副边绕组，绕组a1、b1、c1为第二组星形联结的副边绕组，绕组a4、b4、c4、a5、b5、c5为第三组星形联结的副边绕组；绕组a、a1、a2、a3、a4、a5位于同一芯柱上，绕组b、b1、b2、b3、b4、b5位于同一芯柱上，绕组c、c1、c2、c3、c4、c5位于同一芯柱上。本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，所述第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路和第三组三相全桥整流电路均采用二极管作为整流器件。本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，所述第一组三相全桥整流电路、第二组三相全桥整流电路和第三组三相全桥整流电路的输出电流为平均值相同，相位相差20°的6脉波电流。本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，所述第一组注入变压器和第二组注入变压器为单相变压器。本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，所述第一组单相全波整流电路和第二组单相全波整流电路由两个二极管构成。本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，由于三组三相全桥整流电路的输出电流相位相差20°，谐波注入电路在每个电源周期内存在四种工作模态，通过分析这四种模态，确定注入变压器的匝比，从而对隔离变压器输出电压进行调制，达到抑制输入电流谐波的目的，对提高输入电流电能质量，减小电流谐波总畸变率效果显著。附图说明图1为本专利技术使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器及方法的电路结构示意图。图2为本专利技术隔离变压器的绕组结构图。图3为第一组注入变压器绕组结构图。图4为第二组注入变压器绕组结构图。图5为谐波注入电路的工作模态I的电路图。图6为谐波注入电路的工作模态Ⅱ的电路图。图7为谐波注入电路的工作模态Ⅲ的电路图。图8为谐波注入电路的工作模态Ⅳ的电路图。图1至图8中，usa、usb、usc为三相交流电压源；ia、ib、ic为三相输入电流；i1、i2、i3为隔离变压器输入绕组电流；ia1、ib1、ic1为第一组三相全桥整流电路的输入电流；ia2、ib2、ic2为第二组三相全桥整流电路的输入电流；ia3、ib3、ic3为第三组三相全桥整流电路的输入电流；iRec1是第一组三相全桥整流电路的输出电流；iRec2是第二组三相全桥整流电路的输出电流；iRec3是第三组三相全桥整流电路的输出电流；ix1为第一组注入变压器原边绕组电流；ix1为第二组注入变压器原边绕组电流；iD1、iD2为第一组注入变压器副边绕组电流，也是第一组单相全波整流电路输入电流；iD3、iD4为第二组注入变压器副边绕组电流，也是第二组单相全波整流电路输入电流；uo为负载电压；N1为隔离变压器原边绕组匝数；N2为隔离变压器与第二组三相全桥整流电路相连的副边星形联结绕组匝数；N3、N4为隔离变压器与第一组三相全桥整流电路相连的副边星形联结绕组匝数；N5、N6为隔离变压器与第三组三相全桥整流电路相连的副边星形联结绕组匝数；N7为两组注入变压器原边绕组匝数；N8为两组注入变压器副边绕组匝数；D1、D2分别为第一组单相全波整流电路的两个二极管；D3、D4分别为第二组单相全波整流电路的两个二极管。图中的附图标记，1为输入电感；2为隔离变压器；3为第一组三相全桥整流电路；4为第二组三相全桥整流电路；5为第三组三相全桥整流电路；6为直流侧电容；7为负载；8为第一组注入变压器；9为第二组注入变压器；10为第一组单相全波整流电路；11为第二组单相全波整流电路；2-1为芯柱一；2-2为芯柱二；2-3为芯柱三。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。实施例一：如图1-8所示，本实施例所涉及的使用直流侧电压注入法的串联型36本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器包括输入电感(1)、隔离变压器(2)、第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)、第三组三相全桥整流电路(5)、直流侧电容(6)、负载(7)、第一组注入变压器(8)、第二组注入变压器(9)、第一组单相全波整流电路(10)和第二组单相全波整流电路(11)；三相交流电压源与输入电感(1)的左侧串联连接，输入电感(1)的右侧与隔离变压器(2)的原边绕组相连；隔离变压器(2)作为移相变压器，隔离变压器(2)的原边绕组采用三角形联结，隔离变压器(2)的五个副边绕组相互独立且构成三组星形联结，隔离变压器(2)输出三组相位相差20°的三相电压；第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)和第三组三相全桥整流电路(5)的输入端分别与隔离变压器(2)的输出端a1、b1、c1、a2、b2、c2和a3、b3、c3相连，第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)和第三组三相全桥整流电路(5)的输出端串联连接即输出电压变为3倍；直流侧电容(6)为三个相同的电容串联，直流侧电容(6)的上端与第一组三相全桥整流电路(3)的输出端正极和负载(7)的正极相连，直流侧电容(6)的下端与第三组三相全桥整流电路(5)的输出端负极和负载(7)的负极相连；第一组注入变压器(8)和第二组注入变压器(9)的左侧输入端分别连接到第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)和第三组三相全桥整流电路(5)的连接点F、S上，第一组注入变压器(8)和第二组注入变压器(9)的右侧输入端分别连接到直流侧电容(6)的连接点P、T上，第一组注入变压器(8)和第二组注入变压器(9)的副边绕组带有中心抽头；第一组单相全波整流电路(10)和第二组单相全波整流电路(11)的输入端分别与两组注入变压器的副边相连，第一组单相全波整流电路(10)的输出端分别连接到直流侧电容(6)中电容C1的上端和电容C2的下端，第二组单相全波整流电路(11)的输出端分别连接到直流侧电容(6)中电容C2的上端和电容C3的下端。...

【技术特征摘要】
1.使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器包括输入电感(1)、隔离变压器(2)、第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)、第三组三相全桥整流电路(5)、直流侧电容(6)、负载(7)、第一组注入变压器(8)、第二组注入变压器(9)、第一组单相全波整流电路(10)和第二组单相全波整流电路(11)；三相交流电压源与输入电感(1)的左侧串联连接，输入电感(1)的右侧与隔离变压器(2)的原边绕组相连；隔离变压器(2)作为移相变压器，隔离变压器(2)的原边绕组采用三角形联结，隔离变压器(2)的五个副边绕组相互独立且构成三组星形联结，隔离变压器(2)输出三组相位相差20°的三相电压；第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)和第三组三相全桥整流电路(5)的输入端分别与隔离变压器(2)的输出端a1、b1、c1、a2、b2、c2和a3、b3、c3相连，第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)和第三组三相全桥整流电路(5)的输出端串联连接即输出电压变为3倍；直流侧电容(6)为三个相同的电容串联，直流侧电容(6)的上端与第一组三相全桥整流电路(3)的输出端正极和负载(7)的正极相连，直流侧电容(6)的下端与第三组三相全桥整流电路(5)的输出端负极和负载(7)的负极相连；第一组注入变压器(8)和第二组注入变压器(9)的左侧输入端分别连接到第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)和第三组三相全桥整流电路(5)的连接点F、S上，第一组注入变压器(8)和第二组注入变压器(9)的右侧输入端分别连接到直流侧电容(6)的连接点P、T上，第一组注入变压器(8)和第二组注入变压器(9)的副边绕组带有中心抽头；第一组单相全波整流电路(10)和第二组单相全波整流电路(11)的输入端分别与两组注入变压器的副边相连，第一组单相全波整流电路(10)的输出端分...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡刚，郭依宁，高蕾，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东,37