[发明专利]一种低谐波整流电路

说明书

 

技术领域：

本发明涉及一种低谐波整流电路，用于将三相交流电能转换为直流电能，并且在转换过程中可以做到产生的谐波量很低。

背景技术：

直流电能是一种广泛使用的电能形式，大功率直流电能通常是通过将电网三相交流电能通过三相桥式二极管或晶闸管整流器整流获得，在这个过程中会产生大量的谐波。为了解决谐波问题，有人提出了一种三相Boost功率因数校正电路，这种电路只采用一个开关器件，各相电流不能完全按正弦规律变化，其中包含一定的低次谐波。

发明内容：

鉴于现有技术存在的不足之处，本发明提供了一种低谐波整流电路，该电路可保证各相电流以任意相位按正弦规律或非正弦规律变化。而且当电流以正弦规律变化时谐波非常低。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种低谐波整流电路，包括设有T1、T2、T3的三相变压器，三相变压器中各相的原边绕组与交流电网相连，其特征是：三相变压器各相的副边绕组各连接一个整流模块D16、D17、D18的交流输入端，各整流模块D16、D17、D18的直流输出正端分别接电抗器L1、L2、L3一端，电抗器L1、L2、L3的另一端分别接电控开关Q1的集电极和二级管D5的阳极、电控开关Q2的集电极和二级管D10的阳极、电控开关Q3的集电极和二级管D15的阳极；二级管D5、D10、D15的阴极相互连接并与电容C1正极相连；各桥式整流器D16、D17、D18的直流输出负端分别接电控开关Q1、Q2、Q3的发射集和电容C1的负极，电容C1的二端即为直流电能的输出端。

三相变压器中各相的原边绕组采用三角形接法或星形接法与交流电网相连。

所述各整流模块均由四个二极管组成，其中一相整流模块的四个二极管D1、D2、D3、D4两两串联，二极管D1的阳极和D3的阴极接三相变压器T1相的副边绕组的一端，二极管 D2的阳极和D4的阴极接三相变压器T1相的副边绕组另一端；二极管D1的阴极和D2的阴极接在一起，作为该整流模块的直流输出正端；二极管D3的阳极和D4的阳极接在一起，作为该整流模块的直流输出负端；其余二相的整流模块及与三相变压器T2、T3相的接法与此相相同。

电控开关Q1、Q2、Q3采用双极型晶体管、MOS管、IGBT、IPM、IGCT或其它电力电子元器件。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、本发明的低谐波整流器用于将三相交流电能转换为直流电能，其电路设计巧妙，采用这种电路结构，在转换过程中可以做到产生的谐波量很低。

2、本发明对电网的三相各设一个单相PFC电路，整流电路中的电流只在本相流动而不流入另外一相，从而避免了整流过程中相间影响。

3、另外，本发明的低谐波整流器与配套的控制器一起工作。控制器能够产生相应的脉冲序列分别控制电控开关Q1、Q2、Q3的开关状态，并在电抗器L1、L2、L3的配合下，保证各相电流以任意相位按正弦规律或非正弦规律变化。可以根据需要，进行单相调控。

 

附图说明：

附图1和附图2是本发明的原理图。

图中：D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11、D12、D13、D14、D15是二极管，D16、D17、D18是整流模块（采用单相桥式整流器）；T1、T2、T3分别是三相变压器中的一相；L1、L2、L3是电抗器，Q1、Q2、Q3是电控开关，C1是电容。

具体实施方式：

以下结合附图对本发明进行描述。

实施例一：

附图1中D16、D17、D18是单相桥式整流器，AC端是整流器的交流输入端，V+端是整流器的直流输出正端，V-端是整流器的直流输出负端。

附图1中T1、T2、T3分别表示同一个三相变压器中的一相，A、B、C分别表示电网的三相，“正”、“负”表示输出直流电能的极性。三相交流电能分别由A、B、C输入，直流电能由“正”、“负”输出。与电网相连接的绕组是变压器的原边，与每个单相桥式整流器交流输入端相连接的绕组是变压器的副边。三相变压器T1、T2、T3的原边和副边分别位于各自的芯柱上，芯柱之间可以有磁路相通如公知普通三相变压器。原边接成三角形。三相变压器的T1、D16、D5、L1、Q1构成一相。三相变压器的T2、D17、D10、L2、Q2和三相变压器T3、D18、D15、L3、Q3分别构成另外两相。