[发明专利]混合型原边抽头可控式平衡变换器

说明书

本发明属于电力电子技术领域。混合型原边抽头可控式平衡变换器的原边线圈与整流模块1和整流模块2的输出正极端A、B两点相连，可设置3、4至n个抽头，抽头点引出不控二极管或不控二极管与全控开关管串联连接至负载的正极端M点，构成混合型原边抽头可控电路；副边线圈输出端与单相全桥不控整流电路相连，单相全桥不控整流电路的输出正极端与负载的正极端M点相连，输出负极端与负载的负极端N点相连。本发明将全控开关管和不控二极管引入平衡电抗器，可使系统输入电流台阶数增加至48、60甚至更多，大大降低了输入电流谐波含量，减少了对电网的污染，具有结构和控制简单、效率和可靠性高等优点，适用于多种整流装置。

技术领域

本发明涉及混合型原边抽头可控式平衡变换器。属于电力电子技术领域。

背景技术

带平衡电抗器的大功率整流系统以其结构简单、过载能力强、效率和可靠性高等优点，广泛应用于电机调速、电化学加工、通信系统供电及船舰和飞行器系统。然而，整流器自身的非线性和时变性给电网带来了严重的谐波污染。通过增加整流器的脉波数，可以抑制网侧输入电流谐波，减少对电网的污染。目前，增加整流器脉波数的方法主要有三种：第一种是通过增加移相变压器或移相绕组，对整流电路进行多重联结，这虽然能够在一定程度上抑制谐波，但是随着脉波数的增加，变压器的制造难度、系统复杂度和成本不断增加，同时相间参数的对称性难以保证，非特征次谐波含量升高；第二种是采用常规带抽头的平衡电抗器，抽头上整流器件的换流作用抑制了输入电流谐波，但采用该方法整流模块器件不能在零电流下换相，无法避免换相重叠导致的电压陷波问题，而且由于抽头上的整流器件与负载串联，增加了系统的能量损耗；第三种是采用副边带有辅助整流电路的平衡电抗器，但当输出电流较小时，平衡电抗器的励磁电流不能发挥作用，无法实现脉波倍增的功能，因此负载适应范围较小。

发明内容

本发明是为了解决现有增加整流器脉波数的方法中存在的系统复杂度高、效率低、负载适应范围小和换相重叠等问题，进一步增加整流器的脉波数，降低输入电流谐波含量以减少对电网的污染。现提供混合型原边抽头可控式平衡变换器。

混合型原边抽头可控式平衡变换器，它包括平衡电抗器(1)、混合型原边抽头可控电路(2)、单相全桥不控整流电路(3)，

平衡电抗器(1)的原边线圈可设置3、4至n个抽头，若设置奇数个抽头，中间抽头点为原边线圈的中心，上下两侧对应的抽头点均以中间抽头点为中心对称设置，混合型原边抽头可控电路(2)需要的开关管数量比抽头数少1，二极管数量与抽头数相同；若设置偶数个抽头，上下两侧对应的抽头点均以原边线圈的中心为对称中心对称设置，混合型原边抽头可控电路(2)需要的开关管数量比抽头数少2，二极管数量与抽头数相同，

电网的三相电压输入端，经过移相变压器后连接整流模块1(4)的交流输入端和整流模块2(5)的交流输入端，

平衡电抗器(1)原边线圈的一端与整流模块1(4)的输出正极端A点相连，平衡电抗器(1)原边线圈的另一端与整流模块2(5)的输出正极端B点相连，

当平衡电抗器(1)原边线圈设有奇数个抽头点时，中间抽头点引出二极管连接至负载(6)的正极端M点，其它抽头点引出二极管并与开关管串联连接至负载(6)的正极端M点，构成全控开关管与不控二极管混合型原边抽头可控电路(2)；当平衡电抗器(1)原边线圈设有偶数个抽头点时，中间两个抽头点引出二极管连接至负载(6)的正极端M点，其它抽头点引出二极管并与开关管串联连接至负载(6)的正极端M点，构成全控开关管与不控二极管混合型原边抽头可控电路(2)，

单相全桥不控整流电路(3)的输出正极端同时连接混合型原边抽头可控电路(2)的输出端和负载(6)的正极端M点，

单相全桥不控整流电路(3)的输出负极端同时连接负载(6)的负极端N点、整流模块1(4)的输出负极端和整流模块2(5)的输出负极端，

平衡电抗器(1)副边线圈输出端与单相全桥不控整流电路(3)相连。