帶二極管和帶平衡電抗器的復式雙反星形電路的制作方法

本發明涉及一種將三相交流電變換成直流電的可控整流電路及應用它設計制造的高功因數的節能、減材、少諧波的可控整流設備。

背景技術：

三相電源中使用的半波可控整流電路有：三相半波、六相半波、帶平衡電抗器雙反星形等電路。三相電源中使用的橋式可控整流電路有：角接三相橋式、星接三相橋式、帶平衡電抗器三相橋式等電路。星接三相橋式又有：6個晶閘管的三相全控橋、俄國人巴巴特發明的中性點帶1個二極管和6個晶閘管的三相全控橋、中性點帶2個二極管和6個晶閘管的三相全控橋、本發明人發明的帶平衡電抗器2個二極管和6個晶閘管的三相全控橋、中性點帶2個二極管的和6個晶閘管的五芯柱三相全控橋等電路。應用得最多的是三相橋式可控整流電路和帶平衡電抗器雙反星形電路，前者輸出電流小，后者整流繞組利用率低。已有的可控整流電路它們只在最高輸出電壓時才有一個最佳功率因數點，輸出電壓越低，整流電路功率因數越低，輸出電流越小，諧波電壓越大，效率也越低。因此，用已有可控整流電路設計制造整流設備，為使其在調低電壓時能夠輸出額定電流，就必須加大整流變壓器和器件的容量，制造可控整流設備時就很費材料，使用可控整流設備時就很費電，并對電網造成嚴重諧波電流污染。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種將三相交流電變換成直流電的大功率可控整流電路及應用它設計制造的高功因數的減材、節能、諧波電流對電網污染小可控整流設備。

本發明的第一個目的在于提供一種減少整流變壓器容量，提高功率因數、提高效率和減少諧波的可控整流電路，它在調壓范圍具有2個最佳功率因數點的可控整流電路。本發明的第二個目的用它來設計制造高功率因數的大功率可控整流設備和調低電壓輸出直流電流可以增大的可控整流設備。本發明的第三個目的在于提高電路輸出電流和減少整流臂晶閘管的並聯數量，提高整流器的可靠性。

為了實現上述目的，本發明提供一種帶二極管和帶平衡電抗器的復式雙反星形電路，它包括：a)一個變換電壓的三相整流變壓器，其初級繞組用于連至三相交流電源，其次級整流繞組用于連成有1個中性抽頭的雙反雙星形；b)一個用于提高整三相整流變壓器次級流繞組和整流器件利用率的帶有1個中心抽頭的平衡電抗器；c)一個用于濾波的電感；d)2個二極管和12晶閘管、均分成第一和第二兩組，e)12個晶閘管有2個觸發信號，其特征在于：第一直流輸出端(1)與濾波電感一端連接，濾波電感另一端(3)與平衡電抗器中心抽頭、第一二極的陰極連接，平衡電抗器一個端頭(4)與3個第一晶閘管的陰極連接，平衡電抗器的另一個端頭(5)與另3個第一晶閘管的陰極連接，第二直流輸出端(2)與第二二極管的陽極和6個第二晶閘管的陽極連接，雙反星形的中性抽頭(o)與第一二極管的陽極、第二二極管的陰極連接，雙反星形的6個端頭(a、a′、b、b′、c、c′)分別與6個第一晶閘管的陽極、6個第二晶閘管的陰極連接，每個端頭連接有1個第一晶閘管的陽極和1個第二晶閘管的陰極，同一周期內有2個有相位差的觸發信號分別控制6個第一整流器件和6個第二整流器件的導通角，實現調節整流電路輸出直流電壓的同時，使每個直流輸出電壓的功率因數達到最佳。

附圖說明

附圖1是帶二極管和平衡電抗器的復式雙反星形電路。附圖2是半壓起調的帶二極管和平衡電抗器的復式雙反星形電路。其中：b是三相整流變壓器、l為濾波電感，lp為平衡電抗器，d為二極管，v為晶閘管。

具體實施方式

為了進一步了解本發明的技術方案，下面通過具體實施例來對本發明進行詳細闡述。

由附圖1可知：三相整流變壓器3個初級繞組三角形連接，帶1個中心抽頭的3個整流繞組連接成有1個中性點的雙反星形，1)由平衡電抗器、濾波電感、雙反星形繞組、2個二極管(d1、d2)、6個晶閘管(v7～v12)及其觸發信號組成1個低電壓輸出，雙反星形可控整流電路，在兩個直流輸出端(1、2)輸出可控整流電壓，在零觸發時有一個最佳功率因數點，其最大輸出電流等效于6個次級繞組并聯輸出的電路，其特征在于：二極管d1流過可控整流電流和續流電流，而二極管d2只流過續流電流。

2)在晶閘管(v7～v12)全導通的情況下，再給另6個晶閘管(v1～v6)遲后的觸發信號時，由平衡電抗器、濾波電感、3個次級整流繞組(a-a′、b-b′、c-c′)、2個二極管(d1、d2)、12個晶閘管(v1～v12)及其觸發信號又組成1個高電壓輸出，雙反星形可控整流電路，也在兩個直流輸出端(1、2)輸出可控整流電壓，在零觸發時也有一個最佳功率因數點，其最大輸出電流只等效于3個次級繞組并聯輸出的電路，其特征在于：2個二極管d1和d2只流過續流電流。由此可知：本發明的帶二極管和帶平衡電抗器的復式雙反星形電路的最大輸出電流在半電壓點，它能輸出接近于2倍最高電壓輸出的最大電流值，因此，它在調輸出電壓時，不但有比傳統相控整流電路高得多的功率因數，而且在調低輸出電壓時允許最大輸出電流不但不會減小，還可以增加的優點，這是所有傳統相控整流電路都無法做到的。另外，12個晶閘管還與雙反星型繞組又組成兩個三相半控橋電路，可增大高電壓輸出，雙反星形可控整流電路器件和繞組的導通角，而進一步提高性能。

附圖2是將附圖1中6個晶閘管(v7～v12)換成6個二極管(d3～d8)就成為一種從半壓起調的帶二極管和平衡電抗器的復式雙反星形電路。

應特別指出：如果中性點上只連接1個二極管，本發明就是同一發明的復式帶平衡電抗器雙反星形可控整流電路。

本發明的電路它與傳統三相橋式可整流電路相比具有功率因數較高和輸出電流大的優點，它與帶衡電抗器三相橋式可控整流電路相比具有功率因數高和低壓輸出電流大的優點，它與傳統帶平衡電抗器正反星形可控整流電路相比具有功率因數較高、器件耐壓低的優點。它們屬于大電流、大功率、高功率因數、低諧波的綠色相控整流電路。應用本發明的電路制造整流設備，生產單位節材、使用單位節電，電網減少諧波電流污染的目的，因此，使用本發明電路設計制造的整流器稱為新一代綠色相控整流器，綠色相控整流器必將替代傳統相控整流器，全面實施本發明有很好的經濟效益和社會節能環保效益。

上述實施例和圖式并非限定本發明的產品形態和式樣，任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明的專利范疇。

技術特征：

技術總結
本發明的帶二極管和帶平衡電抗器的復式雙反星形電路，它包括：1個三相整流變壓器、1個帶中心抽頭的平衡電抗器、1個濾波電感、2個二極管和12個晶閘管及其有相位差的兩個觸發電路組成。它與傳統三相橋式可整流電路相比具有功率因數較高和輸出電流大的優點，它與帶衡電抗器三相橋式可控整流電路相比具有功率因數高和低壓輸出電流大的優點，它與傳統帶平衡電抗器正反星形可控整流電路相比具有功率因數較高、器件耐壓低的優點。它們屬于大電流、大功率、高功率因數、低諧波的綠色相控整流電路，實施本發明有很好的經濟效益和社會節能環保效益。

技術研發人員：龔秋聲
受保護的技術使用者：龔秋聲
技術研發日：2017.06.17
技術公布日：2017.09.08