本发明专利技术公开了一种宽范围降压式(18)脉冲自耦变压整流器，包括降压式(18)脉冲自耦变压器，主整流桥和辅整流桥。所述降压式(18)脉冲自耦变压器每相6个绕组，其中原边1个延长绕组，3个短绕组，副边2个绕组。通过合理设计每相原副边绕组的匝数比，利用原副边绕组的电压矢量和实现输入电压的宽范围降压，同时得到三组相位相差37°的三相交流电压，通过整流桥电路并联输出。本发明专利技术描述的(18)脉冲自耦变压整流器输入电流谐波小，输出电压纹波低，并解决了现有(18)脉自耦变压整流器输出电压难以调节的问题，可实现28-280V宽范围直流电压输出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电能变换领域，具体指一种宽范围降压式18脉冲自耦变压整流器。
技术介绍
多脉冲整流技术具有结构简单，高效可靠，过载能力强等优点，因而在航空领域应用广泛。多脉冲整流技术按照输出电压脉冲数可以分为12脉冲，18脉冲，24脉冲，30脉冲等，使得网侧电流变为相应脉冲数，与输出电压同相位的阶梯波，实现功率因数校正以及谐波抑制功能，且脉冲数越多相应的交流侧电流THD值越低但是变压器结构越复杂。综合考虑网侧电流THD值以及电路复杂程度选用18脉冲变压整流技术。隔离式多脉冲变压整流器通过合理设计变压器绕组结构及变比可以实现28V直流输出。但是变频输入情况下输出电压调整率变化大，输入电流谐波含量高，难以满足航空标准。自耦变压器相较传统的隔离变压器可以有效降低变压器等效容量，减少变压器的体积和重量，同时功率传输效率更高。但是传统的18脉冲自耦变压整流器通过桥式变换电路整流输出，输出电压偏高且难以调节，不能满足当前航空领域低压直流供电系统的要求。通过后级级联降压电路虽然可以实现输出电压降压调节但是电路比较复杂且效率降低。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现自耦变压整流器输出电压降压调节，提供一种宽范围降压式18脉冲自耦变压整流器。为实现上述目的，本专利技术采用的方案为：一种宽范围降压式18脉冲自耦变压整流器。所述整流变换器的输入电压经过降压式18脉冲自耦变压器降压调节，产生3组三相交流电压连接整流桥电路，输出电压范围28V-280V。所述降压式18脉冲自耦变压器(以A相为例)每相共6个绕组，原边1组延长绕组、3个短绕组(延长绕组Aa，短绕组a1a′、a′b″、b″a2)，副边2个短绕组(c1c，cb2)。A相电压源连接原边延长绕组(Aa)的首端(A)，延长绕组末端(a)连接B相副边短绕组(a1a，ac2)的中间抽头a，形成电压引出端(a)。A相原边3个短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接形成2个电压引出端a′，b″，首端(a1)及末端(a2)。其中首端(a1)及末端(a2)分别连接B相副边短绕组(a1a，ac2)顺序连接形成的首端(a1)，C相副边短绕组(b1b，ba2)顺序连接形成的末端(a2)。A相副边短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成电压引出端(c)，首端(c1)及尾端(b2)。其中首端(c1)及尾端(b2)分别连接C相原边短绕组(c1c′，c′a″，a″c2)顺序连接形成的首端(c1)及B相原边短绕组(b1b′，b′c″，c″b2)顺序相连形成的尾端(b2)。各相绕组间有公共端但各绕组流过的电流不同。B相和C相的绕组结构与连接方式与A相相似。所述宽范围降压式18脉冲自耦变压器通过延长绕组实现对输入电压的降压调节。同时自耦变压器产生3组三相交流电压，且每组电压之间有37°移相(即主电压(Va，Vb，Vc)的幅值为网侧输入相电压(VA，VB，VC)幅值的1/b倍，辅助电压(Va′，Vb′，Vc′)和(Va″，Vb″，Vc″)的电压幅值为网侧输入相电压(VA，VB，VC)幅值的0.767/b倍。引出端a，a′，a″的相位分别相差37°，引出端b，b′，b″的相位分别相差37°，引出端c，c′，c″的相位分别相差37°)以A相为例，原边延长绕组(Aa)的匝数Nn与降压比满足关系：设原边短绕组a1a′、a′b″、b″a2匝比总和为1，则原边延长绕组(Aa)与原边三个短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)总和匝数之比为原边三个短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)与原边延长绕组(Aa)的匝数之比为副边2个短绕组(c1c，cb2)与原边延长绕组(Aa)的匝数之比为B、C相绕组的匝数之比与A相一致。所述三组整流桥电路并联输出，输出电压为任意时刻三组输入交流电压线电压最大值，输出电压范围28V-280V。整流桥中二极管按照相应的线电压矢量切换次序导通，其中主桥二极管每一周期各导通80°，辅桥二极管每周期各导通20°。有益效果：与现有的18脉冲自耦变压器的整流变换器相比，本专利技术提供的宽范围降压式18脉冲自耦变压整流器在原有的18脉冲自耦变压器的基础上每相增加一组延长绕组实现对输入电压的降压调节，解决原有自耦变压整流器输出电压偏高且难以调节的问题。本专利技术提供的宽范围降压式18脉冲自耦变压整流器输入电流为18阶梯波，谐波含量小。本专利技术所述的降压式自耦变压整流器实现28V-280V宽范围电压输出，拓宽变压整流器应用范围。附图说明附图1为降压式18脉冲自耦变压整流器电路图；附图2为自耦变压器绕组绕制图；附图3为自耦变压器绕组结构图；附图4为自耦变压器输入电流波形图；附图5为系统A相输入电流与电压仿真波形；附图6为系统输出电压仿真波形；上面附图中的主要符号说明：VA，VB，VC——网侧三相输入电压，iA，iB，iC——三相输入电流，Nn——原边延长绕组(以A相为例：Aa)匝数，NP1，Np2——原边短绕组(以A相为例：a1a′或b″a2、a′b″)匝数，NS——副边短绕组(以A相为例：c1c，cb2)匝数，Va，Va′，Va″——引出端电压，a，b，c，a′，b′，c′，a″，b″，c″——电压引出端，Uo——输出电压，Id——输出电流有效值具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例：如图1所示为降压式18脉冲自耦变压整流器电路图，降压比b＝2，输出电压Uo＝140V。所述系统中的降压式18脉冲自耦变压器(以A相为例)每相原边分别有1组延长绕组、3个短绕组(延长绕组Aa，短绕组a1a′、a′b″、b″a2)，副边有2个短绕组(c1c，cb2)，见图2。绕组具体连接方式：A相原边延长绕组(Aa)的首端(A)为A相电压输入端，连接输入电压源，末端(a)与B相副边短绕组(a1a，ac2)顺序连接形成的中间抽头a连接，形成电压引出端(a)。A的原边3个短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接形成2个电压引出端a′，b″，首端3个短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接形成的首端(a1)，末端(a2)分别连接B相副边2个短绕组(a1a，ac2)顺序连接形成的首端(a1)，C相副边2个短绕组(b1b，ba2)顺序连接形成的末端(a2)的末端(a2)。A相副边短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成电压引出端(c)，副边短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成首端(c1)、尾端(b2)分别与C相原边短绕组(c1c′，c′a″，a″c2)顺序连接形成的首端(c1)及B相原边短绕组(b1b′，b′本文档来自技高网...
【技术保护点】
宽范围降压式18脉冲自耦变压器的绕组结构与连接方式，其特征在于：变压器每相6个绕组，其中原边4个绕组，副边2个绕组，以A相为例，该自耦变压器的绕组结构及绕组具体连接方式为：原边4个绕组，其中一组延长绕组(Aa)，3个短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)，副边2个短绕组(c1c，cb2)，原副边各绕组流过的电流不同，但绕组间有公共端，A相原边延长绕组(Aa)的首端(A)为A相电压输入端，连接输入电压源(VA)，末端(a)与B相副边短绕组(a1a，ac2)顺序连接形成的中间抽头a连接，共同形成电压引出端(a)，A相的3组原边短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接形成2个电压引出端a′，b″；3组原边短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接形成的首端(a1)与B相副边2个短绕组(a1a，ac2)顺序连接的首端(a1)相连接；3组原边短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接的末端(a2)连接C相副边2个短绕组(b1b，ba2)顺序连接形成的末端相连接(a2)；A相副边2个短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成电压引出端(c)；副边短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成首端(c)连接C相原边短绕组(c1c′，c′a″，a″c2)顺序连接形成的首端(c1)；副边短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成尾端(b2)与B相原边3个短绕组(b1b′，b′c″，c″b2)顺序相连形成的尾端(b2)相连接，B相和C相的连接方式与A相相似。...
【技术特征摘要】
1.宽范围降压式18脉冲自耦变压器的绕组结构与连接方式，其特征在于：变压器每相6个绕组，其中原边4个绕组，副边2个绕组，以A相为例，该自耦变压器的绕组结构及绕组具体连接方式为：原边4个绕组，其中一组延长绕组(Aa)，3个短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)，副边2个短绕组(c1c，cb2)，原副边各绕组流过的电流不同，但绕组间有公共端，A相原边延长绕组(Aa)的首端(A)为A相电压输入端，连接输入电压源(VA)，末端(a)与B相副边短绕组(a1a，ac2)顺序连接形成的中间抽头a连接，共同形成电压引出端(a)，A相的3组原边短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接形成2个电压引出端a′，b″；3组原边短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接形成的首端(a1)与B相副边2个短绕组(a1a，ac2)顺序连接的首端(a1)相连接；3组原边短绕组(a1a′、a′b″、b″a2)顺序连接的末端(a2)连接C相副边2个短绕组(b1b，ba2)顺序连接形成的末端相连接(a2)；A相副边2个短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成电压引出端(c)；副边短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成首端(c)连接C相原边短绕组(c1c′，c′a″，a″c2)顺序连接形成的首端(c1)；副边短绕组(c1c，cb2)顺序连接形成尾端(b2)与B相原边3...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛兰，葛红娟，杨光，江帆，陈思，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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