[实用新型]一种级联24脉波变流器拓扑

说明书

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种级联24脉波变流器拓扑，包括双Y脉冲发电机，移相变压器组，四象限24脉波变流器组和阻感负载，双Y脉冲发电机连接至移相变压器组一端，移相变压器另一端与四象限24脉波变流器组一端连接，四象限24脉波变流器组另一端连接阻感负载。本装置可以有效的抑制环流，省去外加环流电抗器，节约成本，减小体积，并且一旦发生变流器故障环流失控时，只会影响到与故障变流器并联的变流器，而对其余的变流器没有影响，最大限度的保护了其他变流器；可以实现四象限运行；变压器与变流器的连接方式使得网侧与变压器负荷均衡，变压器负荷小，环流不会同时流过同一个变压器的两个副边。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种级联24脉波变流器拓扑。

背景技术

HL-2M为我国磁约束核聚变托卡马克装置，在托卡马克装置中，等离子体控制是一项非常重要的工作，每一次等离子体放电和深入的物理实验都需要建立在等离子体控制上。等离子体是不同于固体、液体和气体的物质第四态，当进行物理实验时，等离子体会沿着垂直方向向上或向下快速移动，为了不让等离子体由于碰壁而消失，需要有源反馈对其进行控制，在水平方向产生磁场控制等离子体的垂直位移，使得等离子体能够稳定在水平方向，保证物理实验顺利进行。

本实用新型所提出的级联四象限24脉波变流器拓扑的主要任务就是解决等离子体垂直不稳定性控制，电源在线圈电流需要正负变化的情况下快速响应，及时输出所需要的电流。

现有技术中，12脉波变流器，24脉波变流器和H桥级联可作为快控电源拓扑，但12脉波变流器的不足之处在于：输出频率低，谐波含量较多，而且变压器的实际容量过大，导致变压器体积巨大。常规的24脉波变流器的不足之处在于：常规24脉波变流器大多采用并联型24脉波变流器，输出电压不够高，由于单电压源供电，且四个变流器并联，环流值将会很大，为了抑制环流需要增加大容量环流电抗器，不仅成本高，体积也很大。H桥级联的不足之处在于：结构需要多个H桥模块串并联，拓扑相对较复杂，导致成本偏高，输出电平较多，纹波较大，控制相对较复杂。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种级联24脉波变流器拓扑，可以有效的提高输出频率，输出频率为12脉波变流器的两倍；降低谐波含量，脉波数越高，谐波含量越小；可以实现无级调压，电压脉动小，输出电压更平滑，功率因数可调，纹波较小。同时，四象限24脉波变流器可以满足IEEE Standard 519 1992标准中要求的总的谐波畸变率(THD)△THD<5％的要求。

本实用新型的技术方案如下：

一种级联24脉波变流器拓扑，包括双Y脉冲发电机1，移相变压器组，四象限24脉波变流器组和阻感负载14，双Y脉冲发电机1连接至移相变压器组一端，移相变压器另一端与四象限24脉波变流器组一端连接，四象限24脉波变流器组另一端连接阻感负载14；

所述移相变压器组包括三相双绕组变压器A2、三相双绕组变压器B3、三相双绕组变压器C4、三相双绕组变压器D5；

四象限24脉波变流器组包括两组变流器组，正组包括正组变流器A6、正组变流器B8、正组变流器C10、正组变流器D12，负组包括负组变流器A7、负组变流器B9、负组变流器C11、负组变流器D13。

三相双绕组变压器2原边移相+7.5°，副边分别为角形接法和星形接法；三相双绕组变压器3原边移相-7.5°，副边分别为角形接法和星形接法；三相双绕组变压器4原边移相+7.5°，副边分别为角形接法和星形接法；三相双绕组变压器5原边移相-7.5°，副边分别为角形接法和星形接法。

三相双绕组变压器A2和三相双绕组变压器C4的进线电压相差30°，三相双绕组变压器B3和三相双绕组变压器D5的进线电压相差30°；三相双绕组变压器A2和三相双绕组变压器D5的进线电压同相位，三相双绕组变压器B3和三相双绕组变压器C4的进线电压同相位。