一种低压大电流直流电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种低压大电流直流电源，用以解决现有直降式有载调压供电方式控制方法复杂、操作麻烦，在大电流侧设计触发及其保护电路难度大、成本高的问题。本实用新型专利技术在一次侧（小电流侧）增加交流（交-交）调压电路，通过改变开关管触发角控制调整一次侧电压，不用再进行有载调压。简化了电源的控制方法和步骤，而且将控制放在小电流侧进行，触发和保护电路设计较容易。并且，本实用新型专利技术采用三个单相三绕组变压器，取代原来的一个三相变压器，能够解决三相交流调压造成的变压器磁通量不平衡、进而造成的输出电压不等的问题。整个电路在较低电流侧使用可控器件，较高电流侧只需使用二极管整流，从而简化结构、降低成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种低压大电流直流电源，特别涉及一种输出几千安培以上电流的可控直流电源。
技术介绍
随着半导体技术的迅速发展以及交流电在工业生产中所产生的缺点日益突出，低压大电流直流电能得到人们的重视。目前，低压大电流直流电源广泛采用直降式有载开关整流变压器供电的结构，整流变压器一次侧带抽头，二次侧双反星形接线，有载开关作为有级粗调，晶闸管作为级内细调。该结构电源控制方法复杂、操作麻烦，在大电流侧设计触发及其保护电路难度大；而且整流装置采用可控器件影响会电源容量，成本很高
技术实现思路
·本技术的目的是提供一种低压大电流直流电源，用以解决现有直降式有载调压供电方式控制方法复杂、操作麻烦，在大电流侧设计触发及其保护电路难度大、成本高的问题。为实现上述目的，本技术的方案是一种低压大电流直流电源，包括分别连接三相交流电源的三个交流调压电路，每个交流调压电路连接一个单相整流变压器，每个单相整流变压器具有一个原边与两个匝数相等、极性相反的副边绕组，三个单相整流变压器的六个副边绕组连接双反星形整流电路；所述交流调压电路包括与对应相原边绕组串联的两个反并联可控开关管。所述可控开关管为IGBT。所述双反星形整流电路为带平衡电抗器的双反星形不控整流电路。各单相整流变压器的原边绕组均并联有RC阻容吸收电路。各单相整流变压器的每个副边绕组均并联有RC阻容吸收电路。本技术在一次侧(小电流侧)增加交流(交-交)调压电路，通过改变开关管触发角控制调整一次侧电压，不用再进行有载调压。简化了电源的控制方法和步骤，而且将控制放在小电流侧进行，触发和保护电路设计较容易。并且，本技术采用三个单相三绕组变压器，取代原来的一个三相变压器，能够解决三相交流调压造成的变压器磁通量不平衡、进而造成的输出电压不等的问题。整个电路在较低电流侧使用可控器件，较高电流侧只需使用二极管整流，从而简化结构、降低成本。另外，在双反星形整流电路中，用二极管替换可控开关管，简化了相关电路，而且不会影响电源容量，成本也较低。附图说明图I是本技术的结构框图；图2是本技术的电路图；图3是本技术在额定输出为30V/2000A情况下，纯阻性负载在不同控制角的电流输出波形；图4是本技术在额定输出为30V/2000A情况下，感性负载时不同控制角的电流输出波形。具体实施方式以下结合附图对本技术做进一步详细的说明。如图I所示的低压大电流直流电源，包括依次连接的交流调压电路1，单相整流变压器2，双反星形整流电路。如图2，交流调压电路I分为三相(A相调压电路4、B相调压电路5和C相调压电路6)，与三个单相整流变压器2对应。以A相为例，A相调压电路4由串联在A相整流变压器Tl的两个反并联IGBT构成。作为其他实施方式，也可以采用其它可控开关管替代IGBTjB GT0，电力场效应管等等。电路通过改变IGBT的导通角来实现对输出电流、电压的控制。 单相整流变压器2为降压变压器，A相整流变压器Tl，B相整流变压器T2，C相整流变压器T3，它们的原本Τ1-1、Τ1-2、Τ1-3分别对应连接调压电路4、5、6，每个单相整流变压器有两个副边绕组(匝数相关、极性相反，Τ1-2、Τ1-3，Τ2-2、Τ2-3，Τ3_2、Τ3-3)，连接成双反星形，与对应整流二极管(D1-D6)形成双反星形不控整流电路。每组副边绕组连接整流二极管，形成两个三相半波整流电路，两个三相半波整流电路的中性点之间接设有平衡电抗器Lp，每个整流二极管的阴极连接在一起构成双反星形不控整流电路的正极，平衡电抗器Lp的中间抽头构成双反星形不控整流电路的负极b，如图2中Rd为负载。采用三个单相三绕组变压器能够解决三相交流调压造成的变压器磁通量不平衡、进而造成的输出电压不等的问题。整个电路在较低电流侧使用可控器件，较高电流侧只需使用二极管整流，从而简化结构、降低成本。单相整流变压器原边、副边绕组均并联有RC阻容吸收电路(RC1-RC9)。RC阻容吸收回路对绕组在电流瞬变时产生的自感电动势进行钳位，并对电路中因dV/dt对功率器件所造成的冲击进行抑制，使单相整流变压器副边输出波形平滑的电压。整流桥臂D1、D3、D5为一组三相半波整流电路，整流桥壁D4、D6、D2为另一组三相半波整流电路，这两组三相半波整流电路组成了双反星形整流电路，平衡电抗器Lp保证任意时刻两组三相半波整流电路能同时导电，每组承担一半负载，故二极管的选择和单相整流变压器二次绕组额定容量的确定只要按额定电流的一半计算即可。本专利技术是适用于熔融石英炉、电阻炉、电解电镀，实验测试平台等领域的低压大电流直流电源。图3、图4是以额定输出为30V/2000A时电路在不同性质负载下输出的电流波形图。因为该电路三相电在0° 30°是不受控的，所以将30°记为交流调压器触发控制角a的起点，即该处a=0°。图3是纯阻性负载在控制角为0°、30°、60°时电流的输出波形，图4是感性负载在控制角为0°、30°、60°时电流的输出波形。可见本专利技术操作简单、适应能力强、动态效果好、使用二极管整流使得电路容量的得到大幅度提高，在实际中有很大应用价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压大电流直流电源，其特征在于，包括分别连接三相交流电源的三个交流调压电路，每个交流调压电路连接一个单相整流变压器，每个单相整流变压器具有一个原边与两个匝数相等、极性相反的副边绕组，三个单相整流变压器的六个副边绕组连接双反星形整流电路；所述交流调压电路包括与对应相原边绕组串联的两个反并联可控开关管。

【技术特征摘要】
1.一种低压大电流直流电源，其特征在于，包括分别连接三相交流电源的三个交流调压电路，每个交流调压电路连接一个单相整流变压器，每个单相整流变压器具有一个原边与两个匝数相等、极性相反的副边绕组，三个单相整流变压器的六个副边绕组连接双反星形整流电路；所述交流调压电路包括与对应相原边绕组串联的两个反并联可控开关管。2.根据权利要求I所述的一种低压大电流直流电源，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建伟，杨丹峰，宋书中，
申请(专利权)人：河南科技大学东海硅产业节能技术研究院，
类型：实用新型
国别省市：