專利名稱：復式雙反星形可控整流電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉復式三相高功率因數(shù)可控整流電路。[二]背景技術已有大功率可控整流電路在高電壓輸出領域采用三相橋式可控整流電路，在低電壓大電流輸出領域采用帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路。這兩種可控整流電路只在最高輸出電壓時才有一個最佳功率因數(shù)點，輸出電壓越低，整流電路功率因數(shù)越低，輸出電流越小，諧波電壓越大，效率也越低。因此，已有大功率可控整流電路在調低輸出電壓使用時，都存在著功率因數(shù)低、輸出電流小、諧波大、效率低等一系列的問題。 為使大功率可控整流電路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(wǎng)造成嚴重諧波電流污染。CN8710554A專利公告中公開了同一發(fā)明人發(fā)明的橋式與全波相結合的“橋全可控整流電路”。它有兩個最佳功率因數(shù)點，一個在最高電壓點，另一個在50%輸出最高電壓點， 它們是固定不能變的。橋全可控整流電路實際上也是一種單相全波和單相橋式相結合的復式可控整流電路，它未能提供三相高功率因數(shù)可控整流電路。CN1021512C授權公告號公開了同一發(fā)明人發(fā)明的橋式與半波相結合的“橋半可控整流電路”。它既有單相電路也有三相電路，它實際上也是一種“復式可控整流電路”。它有多個最佳功率因數(shù)點，一個在最高電壓點，其它一個或多個在輸出電壓中間值，中間值只有一個最佳功率因數(shù)點的單相橋半可控整流電路，它不但包括了在50%輸出最高電壓點的橋全可控整流電路，而且可實現(xiàn)將這個最佳功率因數(shù)點可以上、下移動，其不足之處在于上下移動中間一個最佳功率因數(shù)點時，整流繞組必需有三個中間抽頭和二個端頭。它提供的三相高功率因數(shù)可控整流電路僅適用于大功率高壓可控整流設備。同一發(fā)明人本月提交的低壓橋控與高壓橋控相結合的橋橋復式可控整流電路，(發(fā)明專利申請?zhí)?01210052246. 4) 也有單相和三相電路。它彌補了單相電路橋半專利不足之處，中間只有一個最佳一個功率因數(shù)點在任何值時，其整流變壓器次級繞組僅有一個中間抽頭和二個端頭。其三相電路也不適用于低電壓大電流的可控整流設備。本發(fā)明就是要發(fā)明一種適用于低壓大電的新三相可控整電路，在調低電壓時也具有較高的功率因數(shù)和較少的諧波。{三}發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種在額定調壓范圍內具有高功率因數(shù)低壓大電流可控整流電路。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用I個三相整流變壓器、I個帶中心抽頭的平衡電抗器、I個濾波電感、2個低壓三相半波可控整流電路和2個高壓三相半波可控整流電路及其觸發(fā)控制電路組成的高功因數(shù)三相可控整流電路。2個低壓三半波可控整流電路、帶中心抽頭的平衡電抗和濾波電感組成I個公知的帶平衡電抗器的雙反星形低壓可控整流電路在兩個直流輸出端輸出較低的電壓，它有I個低電壓最佳功率因數(shù)點。2個高壓三半波可控整流電路、同一個帶中心抽頭的平衡電抗和濾波電感組成I個公知的帶平衡電抗器的雙反星形高壓可控整流電路，在同一對直流輸出端輸出較高的電壓，它有I個低電壓最佳功率因數(shù)點。因此，這種復式可控整流電路在高、低兩個最佳功率因數(shù)點之間調節(jié)電壓時就會比現(xiàn)有帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路高得多的功率因數(shù)，在制造設備時就可減少整流變壓器容量，在使用設備時由于功率因數(shù)高和諧波低節(jié)約了很多電和減少了諧波對電網(wǎng)的污染。[四]


附圖I是本發(fā)明的復式雙反星形可控整流電路圖，它由次級雙反星形連接的三相整流變壓器、4個三相半控橋及其觸發(fā)控制電路、I個帶中心抽頭的平衡電抗器、濾波電感組成。[五]具體實施方式
附圖I可知三相整流變壓器(B)，3個初級繞組三角形連接，6個次級帶中間抽頭的繞組連接成雙反星形，正反星形的中心點O、0丨分別與帶中心抽頭的平衡電抗器(Lp)的2個端頭相連，在一個直流輸出端(7)與平衡電抗器(Lp)的中心抽頭之間連I個濾波電感(L)。在另一個直流輸出端(8)與雙反星形6個端頭(a、b、c、a'、 b/、c')和6個中間抽頭(I 6)之間連接有12個晶閘管。由次級6個抽頭(I 6) 上的6相交流電壓通過6個晶閘管VTl VT6、平衡電抗器、濾波電感進行低電壓雙反星形可控電路整流，在兩個輸出端(7、8)輸出低直流電壓，在控制角為零時有一個最佳功率因數(shù)點。由次級6個端頭(a、b、c、a'、b'、c')上的6相交流電壓通過6個晶閘管VI7 VT12、平衡電抗器、濾波電感進行高電壓雙反星形可控電路整流，也在兩個輸出端(7、8)輸出直流電壓，在控制角為零時也有一個最佳功率因數(shù)點。因此，附圖I的雙反星形復式可控整流電路就有2個最佳功率因數(shù)點的高功率因數(shù)復式可控整流設備。它是把低壓雙反星形可控整流和高壓雙反星形可控整流創(chuàng)造性結合在一起的復式可控整電路。如果要進一步提高功率因數(shù)還可在次級繞組增加抽頭和晶閘管來達到。應特別指出的近十多年來制造整流變壓器銅線和鐵材價上數(shù)倍甚至數(shù)十倍，而晶閘管、整流二極管和觸發(fā)控制電路大幅度下降。制造可控整流設備的主要成本就決定于整流變壓器的額定容量。器件采用模塊，觸發(fā)控制電路采用集成電路，它們在整個整流設備成本中占的比例很少。因此本發(fā)明的可控整流設備與應用現(xiàn)有雙反星形電路相比，在輸出額電流和額定電壓相同的情況下，卒發(fā)明的變壓器額定容量至少可減30 %以上，其節(jié)省的材料成本足以彌補增加器件和增加觸發(fā)控制電路所需的成本。因此，制造成本不會增加反而會降低。使用本發(fā)明制造設備時由于功率因數(shù)高、諧波少從而節(jié)省大量電能，對電網(wǎng)諧波污染大大降低，它必將取代現(xiàn)有雙反星形可控整流設備，現(xiàn)有教科書雙反星形晶閘管可控整流電路后面也應增加有本發(fā)明復式雙星形晶閘管可控整流電路。廣泛實施本發(fā)明后將產(chǎn)生很大的經(jīng)濟效益和社會節(jié)能環(huán)保效益。下面就以目前在社會上大量應用和生產(chǎn)的雙反星形晶閘管直流弧焊機ZX5-400A 來說明它的節(jié)材和節(jié)電效果。直流弧焊機要求引弧電壓55 60伏，而根據(jù)弧焊電流與電壓的計算公式U = 20+0. 041，就要求可控整流器在輸出電壓調低到36伏是要求能輸出額定電流400安。現(xiàn)有用雙反星型可控整流電路生產(chǎn)的弧焊機開路電壓即六相半波輸出電壓要達到55 60伏，在調低到輸出電壓到36伏時，要輸出電流達到400安，此時功率因數(shù)已很低，因此就必需增大整流變壓器容量才能達到。而采用本發(fā)明就可以將低壓雙反星形電路的輸出額定電壓和額定電流設計在控制角接近零時，輸出36伏400安，這時功率因數(shù)就非常高，由于引弧所需要的電流非常小，一般只要幾安到十幾安就足夠，并且還是瞬間的。因此，雙反星形次級繞中l(wèi)-aj-b^-cd-a' >5~b' >6~c'六段繞組就可米用幾安的細導線繞制，高壓雙反星形可控整流電路的晶閘管VI7 VT12也采用小額定電流的晶閘管。本發(fā)明整流變壓器的容量就可按輸出36伏400安計算，而現(xiàn)有雙反星形直流弧焊機的整流變壓器，必須按開路電壓能獲55 60優(yōu)直流電壓，輸出電壓調低到36伏還能輸出400安計算。 計算結果本發(fā)明整流變壓器容量至少可減少30%以上，因此本發(fā)吩的晶閘管直流弧焊機制造成本不但不會升高反而可降低。使用本發(fā)明的焊機時，由于它功因遠高于現(xiàn)有雙反星形焊機，諧波遠低于現(xiàn)有雙反星形焊機，因此能為用戶節(jié)省大量電能，為電網(wǎng)減少大量諧波電流。因此，本發(fā)明有很大的經(jīng)濟效益、社會環(huán)保效益。高?；『鸽娫唇炭茣系碾p反星形晶閘管弧焊電源也應該有本發(fā)明的復式雙反星形晶閘管弧焊電源，或者取代現(xiàn)有弧焊電源教科書上的那個雙反星形晶閘管弧焊電源。
權利要求
1.一種低電壓大電流可控整流電路，它由I個初級繞組是三角形連接，次級繞組是雙反星形連接的三相整流變壓器、I個帶有中心抽頭的平衡電抗器、I個濾波電感、多個晶閘管及其觸發(fā)控制電路組成，其特征在于它由I個低壓雙反星形晶閘管整流電路和I個高壓雙反星形晶閘管整流電路并聯(lián)輸出，兩個雙反星形晶閘管整流電路公用雙反星形次級帶抽頭的繞組、I個帶中心抽頭的平衡電抗器和I個濾波電感，在兩個直流輸出端輸出高、低壓雙反星形晶閘整流的直流電壓和電流。
2.根據(jù)權利要求I所述的可控整流電路，其特證在于有2個最佳功率因數(shù)點，一個在最高輸出電壓點上，另一個在零輸出電壓與最高輸出電壓之間。
3.—種三相晶閘管直流弧焊機，其特征在于使用權利要求I所述的高、低壓帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路的弧焊機。
4.根據(jù)權利要求3所述的晶閘管直流弧焊機，其特征在于高壓雙反星形可控整流電路和低壓雙反星形可控整流電路使用同I個帶中心抽頭的平衡電抗器、濾波電感和雙反星形次級繞組。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高功率因數(shù)低壓大電流三相可控整流電路。它由次級帶中間抽頭雙反星形連接的三相整流變壓器、帶中心抽頭的平衡電抗器、濾波電感、多個整流器件及其觸發(fā)控制電路組成。是一種帶平衡電抗器的雙反星形復式可控整流電路。它解決了低壓大電流可控整流電路難以解決的兩大難題調低電壓時功率因數(shù)低、輸出電流小、諧波大、對電網(wǎng)污染大的問題。它們的整流變壓器的容量低、功率因數(shù)高、諧波及其對電網(wǎng)的干擾少。用它制造設備時有很好節(jié)材效果，使用設備時有明顯節(jié)能和減少諧波污染效果，廣泛用于晶閘管直流弧焊機、電弧爐、電解、電化、電鍍等行業(yè)有很好的經(jīng)濟效益，社會節(jié)能和減少諧波電流排放效果。
文檔編號H02M7/12GK102611334SQ20121006157
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2012年3月9日
發(fā)明者龔秋聲 申請人:龔秋聲