[发明专利]基于低复杂度电流脉波倍增方式的24脉冲整流装置及方法

说明书

本发明提供了基于低复杂度电流脉波倍增方式的24脉冲整流装置及方法，本发明中自耦移相变压器仅为12脉冲，最终输入电流为24脉冲，通过零序阻隔电抗器可靠阻断零序电流，使系统更可靠运行，通过平衡电抗器和2个电流脉波倍增二极管达到电流脉波翻倍的效果。本发明通过12脉冲自耦移相变压器实现24脉冲整流。电流脉波倍增方式不增加可控器件和驱动电路，不增加整流桥，仅通过1个平衡电抗器和2个二极管提高整流器脉波数量，具有结构简单、易于实现、体积小成本低的特点。

技术领域

本发明涉及多脉冲整流技术领域，特别是涉及基于低复杂度电流脉波倍增方式的24脉冲整流装置及方法。

背景技术

目前航空上多采用多脉冲整流技术从电网取电为其系统供电，根据输出电压脉冲数量不同，多脉冲整流技术可分为12脉冲、18脉冲、24脉冲、30脉冲、36脉冲等，脉冲数量越多市电输入侧的电流谐波iTHD含量越小，对电网的污染越小。多脉冲整流系统的体积和重量随着技术的进步在逐步减小，最初隔离型多脉冲变压器等效容量在1.03％左右，系统体积、重量较大，后续采用自耦移相变压器等效容量将至18％左右，体积、重量得到很大程度的降低。但纯粹的自耦移相变压器技术要求整流脉冲数越多，自耦移相变压器输出的电压相数越多，变压器绕组越多、连接方式越复杂，体积和重量随之上升。研究一种在不增加自耦移相变压器复杂度的前提下增加整流输出脉冲数量的方法对于多脉冲整流技术具有较高的研究和应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供基于低复杂度电流脉波倍增方式的24脉冲整流装置及方法，旨在解决现有技术中整流脉冲数越多，自耦移相变压器复杂度越高的问题，实现降低自耦移相变压器的复杂度，提高谐波抑制能力。

为达到上述技术目的，本发明提供了基于低复杂度电流脉波倍增方式的24脉冲整流装置，所述装置包括：

三相输入电感、12脉冲自耦移相变压器、三相整流桥、零序阻隔电抗器、平衡电抗器、电流脉波倍增二极管和母线电容；

三相市电经过三相输入电感进入12脉冲自耦移相变压器输入端，12脉冲自耦移相变压器输出端输出六相电压，每三相进入一组三相整流桥整流后经过零序阻隔电抗器进入平衡电抗器和电流脉波倍增二极管，电流脉波倍增二极管输出后连接母线电容，负载与母线电容并联。

优选地，所述三相输入电感为E形三柱三相电感，输入端连接三相市电UA、UB、UC，输出端连接12脉冲自耦移相变压器输入端a、b、c。

优选地，所述12脉冲自耦移相变压器为原边三角形12脉冲自耦移相变压器，输入端为a、b、c，输出端为a′、b′、c′和a″、b″、c″，自耦变压器输出电压a′、b′、c′幅值相同，相位依次滞后120度，a″、b″、c″幅值相同，相位依次滞后120度，两组三相输出电压a′、b′、c′超前a″、b″、c″30度。

优选地，所述12脉冲自耦移相变压器中原边绕组匝数为Np，副边绕组匝数为Nq，设计匝比Nq:Np＝tan15°:1.732。

优选地，所述三相整流桥为两组，整流桥1的输出端Udc1+与零序阻隔电抗器输入端p1相连，整流桥1的输出端Udc1-与零序阻隔电抗器输入端p2相连；整流桥2的输出端Udc2+与零序阻隔电抗器输入端q1相连，整流桥2输出端Udc2-与零序阻隔电抗器输入端q2相连。

优选地，所述整流桥1中的每个二极管，在每个电流周期内导通120度，整流桥2的工作情况完全相同仅相位相比整流桥1滞后30度。

优选地，所述零序阻隔电抗器ZT1接线端p1与整流桥1输出端Udc1+相连，ZT1接线端p2与整流桥1输出端Udc1-相连；零序阻隔电抗器ZT2接线端q1与整流桥2输出端Udc2+相连，ZT2接线端q2与整流桥2输出端Udc2-相连；零序阻隔电抗器ZT1接线端r1与平衡电抗器输入端Um+相连，ZT1接线端s1与平衡电抗器输入端Um-相连，ZT1接线端r2和ZT2接线端s2与母线电容C的负极相连，母线电容C与负载并联。