[发明专利]一种升降压式12脉冲自耦变压整流器

说明书

技术领域

本发明属于电能变换领域，具体指一种升降压式12脉冲自耦变压整流器。

背景技术

多脉冲整流技术按照输出电压脉冲数可以分为12脉冲，18脉冲，24脉冲，30脉冲等，使得网侧电流变为相应脉冲数，脉冲数越多相应的交流侧电流THD值越低，但是变压器结构越复杂且整流桥组数越多。目前航空上使用最广泛的是12脉变压整流器，其体积小重量轻，技术成熟。隔离式多脉冲变压整流器通过合理设计变压器原副边绕组的变比可以实现28V直流输出，通过输入端无源滤波便可满足航空上对谐波的要求，结构简单，可靠性强，但是变频输入情况下输出电压调整率变化大且其压器等效容量为输出功率的1.03倍，导致系统体积重量较大。采用自耦变压器代替隔离变压器，可有效减小变压整流系统的体积和重量，同时功率传输效率更高。现有的差接三角型12脉冲自耦变压整流器输出电压偏高且不可调，使其的应用具有一定的限制性。

发明内容

本发明的目的是实现对12脉自耦变压整流器输出电压的升降压调节，提供一种宽范围输出的12脉冲自耦变压整流器。

为实现上述目的，本发明采用的方案为：

一种升降压式12脉冲自耦变压整流器。使12脉自耦变压器的输出电压实现对输入电压0.557～1.115倍的宽范围调节。

一种升降压式12脉冲自耦变压整流器，包括升降压式12脉冲自耦变压器，两组整流桥(后续自耦变压整流器与整流桥均为三相)和两个平衡电抗器。升降压式12脉冲自耦变压整流器实现对输入电压的升降压调节，自耦变压器每相原副边绕组之间满足一定的匝比关系，以A相为例，说明具体的匝比关系：设原边绕组(ab)总匝数为Np，由两个中间绕组(a1、a2)分成三段(aa1、a1a2、a2b)，匝数分别是Np1、Np2、Np3，副边绕组(c2a″、b’b1)的匝数分别为Ns1、Ns2。定义自耦变压器输出相电压U_a′N与输入相电压U_AN之比为升降压比K_u(K_u＝U_a′N/U_AN＝U_a′b′/U_AB)；定义绕组匝数Np1与原边总绕组匝数Np之比为K_Np1(K_Np1＝Np1/Np)；定义绕组匝数Np2与原边总绕组匝数Np之比为K_Np2(K_Np2＝Np2/Np)；定义绕组匝数Np3与原边总绕组匝数Np之比为K_Np3(K_Np3＝Np3/Np)；定义绕组匝数Ns1与原边总绕组匝数Np之比为K_Ns1(K_Ns1＝Ns1/Np)；定义绕组匝数Ns2与原边总绕组匝数Np之比为K_Ns2(K_Ns2＝Ns2/Np)；其推导过程如下：

说明书附图1是自耦变压器的电压矢量图(K_u＝0.557～0.707)，取其a相矢量进行分析，其中，a_m是原边绕组的中点，N是输入三相交流电压矢量的中点，是输入相电压矢量，令矢量长度为1，故可求出aa_m＝0.866，是输出相电压矢量，故矢量长度为K_u，且与的夹角为15°，在三角形Naa′中，根据余弦定理，可求出aa′的长度：

再由余弦定理，可求出∠Naa′为：