非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器及其整流方法技术

本发明专利技术提供了一种非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器及其整流方法，属于电力电子技术领域，包括移相变压器、全桥整流电路I、全桥整流电路II、全桥整流电路III、非常规平衡电抗器I、非常规平衡电抗器II、非常规平衡电抗器III；其中全桥整流电路通过非常规平衡电抗器与直流负载相连；非常规平衡电抗器由带中心抽头的单相变压器、钳位二极管组成。本发明专利技术将整流变压器和多脉波整流技术谐波抑制方法结合起来，在不使用有源器件的前提下，达到了降低输入电流谐波和输出电压纹波的效果，极大改善了整流器的电能质量。了整流器的电能质量。了整流器的电能质量。

【技术实现步骤摘要】
非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器及其整流方法


[0001]本专利技术涉及电力电子领域，特别涉及非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器及其整流方法。

技术介绍

[0002]当今在大功率的应用场合，多脉波整流器是直流电力电子负载与交流电网的常用接口，用于提高功率因数、减小谐波污染。多脉波整流器具有结构简单，鲁棒性强等优点。但是，整流器件的非线性会使得整流器成为电网的强非线性负载，产生大量的电流谐波这会对电网造成严重污染。为了提高整流器的谐波抑制能力，多脉波整流器通过移相变压器对多个三相整流电路进行移相多重连接，各个整流电路产生的谐波相互抵消，达到更好的谐波抑制效果。
[0003]多脉波整流器的设计目的是完成整流任务的同时提升整流脉波数量，增加移相变压器可以提高整流器的脉波数量，但是移相变压器制造精度对于整流器有很大影响，过度的增加变压器的相数会使其结构复杂，增加制造难度。使用有源变换技术抑制输入电流谐波，会引入控制驱动模块使系统复杂度提升、降低系统的可靠性。因此，如何在基本不增加移相变压器设计难度和二极管导通损耗的前提下，有效的降低多脉波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器，其特征在于，包括：移相变压器，用于对电网的输入电压进行移相，生成三路相位差20
°
、幅值相同的三相电压，并且将移相变压器生成的电压分别送入全桥整流电路Ⅰ、全桥整流电路Ⅱ、全桥整流电路Ⅲ进行各相角的三相整流；全桥整流电路，包括全桥整流电路Ⅰ、全桥整流电路Ⅱ和全桥整流电路Ⅲ，该输出的三个直流负电压与输出端的负端连接，该输出的三个直流正电压分别与非常规平衡电抗器Ⅰ、非常规平衡电抗器Ⅱ和非常规平衡电抗器Ⅲ一次侧连接；组合式非常规平衡电抗器，包括非常规平衡电抗器Ⅰ、非常规平衡电抗器Ⅱ和非常规平衡电抗器Ⅲ，该三个电抗器一次侧均经过第一钳位二极管形成一个直流侧输出与输出端的正端连接，该三个电抗器二次侧绕组两端均经过第二钳位二极管形成直流侧辅助电路正输出与输出端的正端连接，该三个电抗器二次侧绕组中心抽头连接在一起形成直流侧辅助电路负输出与输出端的负端连接。2.根据权利要求1所述的非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器，其特征在于，所述移相变压器为自耦变压器；变压器由3个芯柱组成，每个芯柱上有三个绕组，包括1个原边绕组和2个副边绕组，绕组之间存在直接的电气连接，原边绕组为三角型联结，副边绕组与原边绕组抽头联结，产生出3组大小相等且相位差20
°
的三相电压。3.根据权利要求1所述的非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器，其特征在于，所述非常规平衡电抗器Ⅰ、非常规平衡电抗器Ⅱ和非常规平衡电抗器Ⅲ均采用不控整流器件。4.根据权利要求1所述的非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器，其特征在于，所述该三个非常规平衡电抗器均带中心抽头的单相变压器，包括由一个芯柱组成，芯柱上有一个原边绕组和一个副边绕组，原边绕组有两个关于原边中心对称的抽头，原边匝比定义为两抽头间的匝数比原边绕组匝数，其原边匝比为q＝0.227，副边绕组有一个中心抽头，副边匝比定义为原边绕组匝数比副边绕组匝数，其副边匝比为k＝0.0244。5.根据权利要求3的非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器，其特征在于，所述不控整流器件包括非常规平衡电抗器Ⅰ的二极管VD1、二极管VD2、二极管VD7和二极管VD8，非常规平衡电抗器Ⅱ的二极管VD3、二极管VD4、二极管VD9和二极管VD10，非常规平衡电抗器Ⅲ的二极管VD5、二极管VD6、二极管VD11和二极管VD12。6.非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器的整流方法，其特征在于，包括全桥整流电路对三相电压有6脉波整流输出，移相变压器产生出3组大小相等且相位差20
°
的三相电压，经过全桥整流电路配合输出得到18脉波整流输出；再通过非常规平衡电抗器Ⅰ、非常规平衡电抗器Ⅱ和非常规平衡电抗器Ⅲ分别对18脉波整流输出进行处理，提升整流脉波数量，得到54脉波整流输出，对于非常规平衡电抗器Ⅰ的输出电压V
dc1
≥非常规平衡电抗器Ⅱ的输出电压V
dc2
和非常规平衡电抗器Ⅲ的输出电压V
dc3
时，有三个工作模式分别为工作模式Ⅰ、工作模式Ⅱ、工作模式Ⅲ；对于非常规平衡电抗器Ⅱ的输出电压V
dc2
≥非常规平衡电抗器Ⅰ的输出电压V
dc1
和非常规平衡电抗器Ⅲ的输出电压V
dc3
时，有三个工作模式分别为工作模式Ⅳ、工作模式
Ⅴ
、工作模式
Ⅵ
；对于非常规平衡电抗器Ⅲ的输出电压V
dc3
≥非常规平衡电抗器Ⅰ的输出电压V
dc1
和非常规平衡电抗器Ⅱ的输出电压V
dc2
时，有三个工作模式分别记为工作模式
Ⅶ
、工作模式
Ⅷ
、工作模式
Ⅸ
。7.根据权利要求6所述的非常规平衡电抗器的54脉波不控整流器的整流方法，其特征
在于，所述工作模式Ⅰ：当非常规平衡电抗器Ⅰ的输出电压V
dc1
≥非常规平衡电抗器Ⅲ的输出电压V
dc3
》非常规平衡电抗器Ⅱ的输出电压V
dc2
时，非常规平衡电抗器Ⅰ：因为非常规平衡电抗器Ⅰ的输出电压V
dc1
≥非常规平衡电抗器Ⅲ的输出电压V
dc3
，所以VD1导通，VD2反向截止，i
d2
＝0，又因为此时二极管VD7和二极管VD8侧电压|V
s1
|小于整流系统输出电压V
L
，所以二极管VD7和二极管VD8都不导通；非常规平衡电抗器Ⅱ：因为非常规平衡电抗器Ⅰ的输出电压V
dc1
≥非常规平衡电抗器Ⅱ的输出电压V
dc2
，所以VD4导通，VD3反向截止，i
d3
＝0，又因为此时二极管VD9和二极管VD10侧电压|V
s1
|小于整流系统输出电压V
L
，所以二极管VD9和二极管V...

【专利技术属性】
技术研发人员：阚志忠，李一诺，郭忠南，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：