【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大功率整流，主要涉及一种组合式四通道48脉波整流电路。
技术介绍
1、大功率整流电源在交流传动、航空航天与船舶电力系统以及电解电镀等场合有着广泛的应用，其高压大功率电能变换特征使得功率器件电压电流应力较高，器件选型困难，另外大功率整流电源对交流侧功率因数以及电流中的谐波含量有着严格的要求，考虑到以上要求和特征，当前的大功率整流方案主要有移相变压器结合三相整流桥构成的多脉冲整流方案和双通道12脉冲整流结合主动的谐波抑制方案。
2、移相变压器结合三相整流桥的多脉冲整流电路，可以在直流侧输出6n(n为通道数)脉波，对应的交流侧电流为6n阶梯波，通过精确设计n台移相变压器多个移相绕组之间的匝比，实现n组三相整流桥之间相位依次错开60/n电角度，使得交流测电流波形中谐波集中在6nk±1(k＝1，2，3…)次。增加通道数n，可以提升交流侧电流波形质量并降低直流侧输出电压的脉动系数，但更多的通道数，使得多脉冲整流电路结构复杂，降低了整流电路可靠性；而且更多的变压器绕组之间的匝比难以满足，交流侧电流波形质量下降。传统的12脉冲整流电路由三绕组整流变压器和两组三相整流桥组成，变压器副边星型和三角型连接的绕组匝比满足1：情况下，其交流侧波形仅含有12k±1次谐波，其电流波形总谐波畸变率(total harmonic distortion,thd)约15.3％，实际使用中仍然要在交流侧增加滤波装置以降低整流电路对电网侧的谐波污染，这增加了系统复杂性。在12脉冲整流电路直流侧加入串联或并联的辅助谐波抑制电路，且匹配良好的电路参
技术实现思路
1、针对上述现有48脉冲整流电路的移相变压器结构复杂，绕组匝比难以优化导致输出波形质量下降的问题，以及谐波注入的48脉冲方案中，功率电路难以实现高压大功率输出的技术问题，本技术方案提供一种组合式四通道48脉波整流电路，在两套对称的双通道24脉冲整流电路基础上，在两套变压器原边增加一套移相绕组。串联输出达到脉冲倍增输出的效果，降低了48脉冲整流电路的设计和实现难度；能有效的解决上述问题。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种组合式四通道48脉波整流电路，包括两台移相变压器、四组三相整流桥、两套双抽头平衡电抗器以及和平衡电抗器连接的四个电力二极管；两台移相变压器结构一致，原边采用延边三角型连接方式，两台变压器原边分别构成±π/48的移相角度，副边由三角型连接和星型连接的两套绕组构成；每台变压器副边两套绕组连接两组三相整流桥，其直流侧通过连接二极管的双抽头平衡电抗器并联输出，通过合理的参数设计可以在直流侧获得脉动较小的24脉冲输出；串联两套整流电路的输出为负载供电，形成48脉冲整流电路。
4、进一步的，整流电路一由移相变压器一、d11～d16形成的1#整流桥、d21～d26形成的2#整流桥和双抽头平衡电抗器lipr1构建，通过双抽头平衡电抗器二极管d17和d27轮流导通获得的直流侧交变调制电流im，叠加到交流侧获得24脉冲等效输出；串联两套整流电路的输出，且通过移相变压器一次侧错开特定相位。
5、进一步的，所述移相变压器一输出的两组三相电压分别连接整流电路一的两组三相桥，1#和2#整流桥直流侧输出电压ud11和ud12通过lipr1连接的二极管d17和d27并联输出24脉冲电压ud1。
6、进一步的，所述1#和2#整流桥直流侧输出电压ud11和ud12的电压差为300hz的三角波uipr，uipr>0时d17导通，d27断开，根据磁势平衡及基尔霍夫定律，可以得到1#和2#整流桥的直流侧电流id1、id2和整流电路一的输出电压ud11；
7、
8、同理，uipr<0时d27导通，d17断开，id1、id2和ud11计算如下，
9、
10、表达式(1)和(2)中，αm定义为双抽头平衡电抗器绕组匝比，
11、
12、由表达式(1)和(2)看出整流电路一的交流侧电流是在传统并联型12脉波整流电路基础上叠加一个300hz的电流调制分量im＝αmid，直流侧输出电压ud11也是在传统的12脉波基础上引入一个交变的调制分量，合理设计平衡电抗器匝比使得αm＝0.25，可以抑制交流侧电流波形中的11、13，35、37…等典型谐波，使得输出的直流电压为24脉波，交流侧电流波形ia1的傅里叶表达式；
13、
14、进一步的，整流电路二由移相变压器二、d31～d36形成的3#整流桥、d41～d46形成的4#整流桥和双抽头平衡电抗器lipr2构建，双抽头平衡电抗器lipr2与两组三相整流桥的低边输出连接，通过双抽头平衡电抗器二极管d37和d47轮流导通获得的直流侧交变调制电流im，叠加到交流侧获得24脉波ia2等效输出；串联两套整流电路的输出，且通过移相变压器一次侧错开特定相位,交流侧得到48脉波总电流ia；交流侧电流波形ia2的傅里叶表达式为：
15、
16、交流侧电流波形ia的傅里叶表达式为：
17、
18、有益效果
19、本专利技术提出的一种组合式四通道48脉波整流电路，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
20、(1)本专利技术提出的组合式四通道48脉冲整流电路中的两台星型三角型输出的变压器，需要设计的绕组只有四种规格，工程实现容易，交流侧谐波集中在48k±1次，实现了网侧电能质量和效率的最佳平衡，该电路结构在高压直流输电以及大容量新能源发电场合有着广阔应用前景。
21、(2)本专利技术在两套对称的双通道24脉冲整流电路基础上，在两套变压器原边增加一套移相绕组。串联输出达到脉冲倍增输出的效果，降低了48脉冲整流电路的设计和实现难度
22、(3)本专利技术与现有技术相比，本专利技术提出的组合式四通道48脉冲整流电路，具有变压器绕组规格少，且利用率高，易于设计制造的优点，相比于传统24脉冲整流电路，交流侧电流波形为48阶梯波，thd含量低至3.75％，对电网污染小，直流侧输出48脉冲，电压脉动小。
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1.一种组合式四通道48脉波整流电路，包括两台移相变压器、四组三相整流桥、两套双抽头平衡电抗器以及和平衡电抗器连接的四个电力二极管；两台移相变压器结构一致，原边采用延边三角型连接方式，两台变压器原边分别构成±π/48的移相角度，副边由三角型连接和星型连接的两套绕组构成；每台变压器副边两套绕组连接两组三相整流桥，其直流侧通过连接二极管的双抽头平衡电抗器并联输出，通过合理的参数设计可以在直流侧获得脉动较小的24脉冲输出；串联两套整流电路的输出为负载供电，形成48脉冲整流电路。
2.根据权利要求1所述的一种组合式四通道48脉波整流电路，其特征在于：整流电路一由移相变压器一、D11～D16形成的1#整流桥、D21～D26形成的2#整流桥和双抽头平衡电抗器LIPR1构建，通过双抽头平衡电抗器二极管D17和D27轮流导通获得的直流侧交变调制电流im，叠加到交流侧获得24脉冲等效输出；串联两套整流电路的输出，且通过移相变压器一次侧错开特定相位。
3.根据权利要求1或2所述的一种组合式四通道48脉波整流电路，其特征在于：所述移相变压器一输出的两组三相电压分别连接整流电路一
4.根据权利要求3所述的一种组合式四通道48脉波整流电路，其特征在于：所述1#和2#整流桥直流侧输出电压ud11和ud12的电压差为300Hz的三角波uIPR，uIPR>0时D17导通，D27断开，根据磁势平衡及基尔霍夫定律，可以得到1#和2#整流桥的直流侧电流id1、id2和整流电路一的输出电压ud11，
5.根据权利要求1所述的一种组合式四通道48脉波整流电路，其特征在于：整流电路二由移相变压器二、D31～D36形成的3#整流桥、D41～D46形成的4#整流桥和双抽头平衡电抗器LIPR2构建，双抽头平衡电抗器LIPR2与两组三相整流桥的低边输出连接，通过双抽头平衡电抗器二极管D37和D47轮流导通获得的直流侧交变调制电流im，叠加到交流侧获得24脉波iA2等效输出；串联两套整流电路的输出，且通过移相变压器一次侧错开特定相位,交流侧得到48脉波总电流iA；交流侧电流波形iA2的傅里叶表达式为：
...【技术特征摘要】
1.一种组合式四通道48脉波整流电路，包括两台移相变压器、四组三相整流桥、两套双抽头平衡电抗器以及和平衡电抗器连接的四个电力二极管；两台移相变压器结构一致，原边采用延边三角型连接方式，两台变压器原边分别构成±π/48的移相角度，副边由三角型连接和星型连接的两套绕组构成；每台变压器副边两套绕组连接两组三相整流桥，其直流侧通过连接二极管的双抽头平衡电抗器并联输出，通过合理的参数设计可以在直流侧获得脉动较小的24脉冲输出；串联两套整流电路的输出为负载供电，形成48脉冲整流电路。
2.根据权利要求1所述的一种组合式四通道48脉波整流电路，其特征在于：整流电路一由移相变压器一、d11～d16形成的1#整流桥、d21～d26形成的2#整流桥和双抽头平衡电抗器lipr1构建，通过双抽头平衡电抗器二极管d17和d27轮流导通获得的直流侧交变调制电流im，叠加到交流侧获得24脉冲等效输出；串联两套整流电路的输出，且通过移相变压器一次侧错开特定相位。
3.根据权利要求1或2所述的一种组合式四通道48脉波整流电路，其特征在于：所述移相变压器一输出的两组三相电压分别连...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，朱小琼，臧宝国，张聪，雷文宝，胡恒箫，张明，陈万，丁祖军，张涛，
申请(专利权)人：淮安宏能集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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