[发明专利]互感馈能方式的低谐波电流连续三相整流电路

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种将输入电流由断续变成连续的三相(无中线)整流电路，可以提高功率因数，减小谐波畸变率，以减少电源的谐波对电网的危害，属于电力电子技术领域。 

背景技术

在现有技术中，公知的电容滤波的三相整流电路存在的问题是输入电流断续，电流的谐波总含量THD很高，全功率因数PF较低，对电网产生谐波污染，谐波已经成为一种电力公害。 

图1所示为公知的三相整流电路；图2所示为图1电路输入的三相电U、V、W的波形图，其中的长虚线作标注用，图3、图4、图5分别为U、V、W三相电压及其对应的每相电流波形图(simulink仿真环境下得到)，把上下两部分波形放在一起以便对功率因数校正原理进行分析。 

下面以图2三相电压波形图为主，结合图3、图4、图5分析在一个周期内(t0到t7)公知的三相整流电路工作情况，相电U在t0到t1段、t3到t4段以及t6到t7段不工作，电流断续，如图3下半部分电流曲线所示(电流垂直方向回到零)；相电V在t2到t3段和t5到t6段不工作，电流断续如图4下半部分电流曲线所示(电流垂直方向回到零)；相电W在t1到t2和t4到t5段不工作，电流断续，电流断续如图5下半部分电流曲线所示(电流垂直方向回到零)。可见，每个周期内都有相电压间歇性停止工作，这就导致了输入端较低的功率因数和较高的谐波次数产生。解决的最有效方法是在设备的输入端接有谐波抑制装置。 

发明内容

本发明是针对现有技术存在的不足，提出一种将三相输入电流由断续变成连续的三相整流电路，使输入电流波形接近正弦波，可以减少电容滤波的三相整流电路输入电流谐波含量，校正输入电流的畸变，有效提高全功率因数，减小整流电路对电网产生的谐波污染。图6给出了相电U输入电流校正后效果，可见，输入电流基本连续并接近正弦波，其谐波含量显著降低。相电V及相电W波形与相电U呈相似形，此效果图在simulink仿真环境下得到。 

本发明是通过以下技术措施来实现的： 

互感馈能方式的低谐波电流连续三相整流电路，其特征是：包括一个三相整流器BR，两个二极管D1、D2，储能互感M-L，电流传感器组SS，采样电路SM，控制电路CT，开关切换组SW，以及具有滤波、储能、分压功能的输出电容C1、C2；储能互感M-L包括有自感L1，L2，L3；三相交流电输入分为两路，一路连接三相整流器BR，另一路连接至开关切换组SW，SW包括三个双向开关。三相交流电U、V、W上安装有电流传感器组SS，电流传感器组SS经过采样电路处理后的输出端连接到控制电路CT，，控制电路的输出端连接至开关切换组SW中三个双向开关的控制端；三相交流电U、V、W上的电流传感器组SS检测的信号输入到采样电路SM，经过滤波和整形后输入到控制电路CT，控制电路CT接收到采样信号，进行分析和处理控制开关切换组SW内开关管的开通和关断；三相整流器BR的正电压输出端连接到二极管D1的正极性端，二极管D1与储能互感M-L的自感L1并联，二极管D1的负极性端连接到输出电容C1的正极性端，输出电容C1的正极性端为低谐波电流连续三相整流电路的正极性电压输出；三相整流器BR的负电压输出端连接到二极管D2的负极性端，二极管D2与储能互感M-L的自感L2并联，二极管D2的正极性端连接到输出电容C2的负极性端，输出电容C2的正极性端与输出电容C1的负极性端相连，输出电容C2的负极性端为低谐波电流连续三相整流电路的负极性电压输出；储能互感的自感L3一端连接输出电容C1、C2的公共端，另一端连接开关切换组SW的公共端。输出电容C1、C2的两个非公共端即为低谐波电流连续三相整流电路的最终输出。 

本发明通过控制电路CT控制SW内开关管开通或关断，把相电压未工作部分的能量通过储能互感M-L耦合到整流电路中最后输出到滤波电容C1、C2的两个非公共端，供给负载，从而使相电压连续工作，输入电流连续并且接近正弦波，有效提高全功率因数，减小整流电路对电网产生的谐波污染。本发明不借助三相电源的中线即可实现功率因数校正，其应用范围广泛。 

附图说明

图1公知的三相整流电路 

图2三相输入电压波形图 

图3U相电压及其对应的相电流，U相电压(上)、电流(下)波形图 

图4V相电压及其对应的相电流，V相电压(上)、电流(下)波形图 

图5W相电压及其对应的相电流，W相电压(上)、电流(下)波形图 

图6校正后U相电压(上)、电流(下)波形图 

图7本发明电路图