五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】五芯柱中心點(diǎn)有續(xù)流管的雙三相全控橋整流器，它由1個(gè)初級(jí)星連接，次級(jí)雙星形連接的三相五芯柱整流變壓器、2個(gè)濾波電感、4個(gè)二極管、12個(gè)晶閘管及其觸發(fā)電路組成兩個(gè)中心點(diǎn)有2個(gè)續(xù)流管的三相全控橋整流并聯(lián)輸出，12個(gè)晶閘管有兩個(gè)控制角α1和α2(α1≠α2)，兩個(gè)控制角既能調(diào)節(jié)輸出直流電壓又能調(diào)節(jié)功率因數(shù)或諧波，用它設(shè)計(jì)制造輸出700V，100KA大功率直流電弧爐電源，比我國(guó)從法國(guó)CEGELEC公司引進(jìn)的700V，100KA電弧爐電源具有更高的技術(shù)性能指標(biāo)。它可廣泛用于直流電弧爐、電解、電鍍、等大功率整流器，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【專(zhuān)利說(shuō)明】 五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器
[0001][一]【技術(shù)領(lǐng)域】本設(shè)計(jì)涉及中性點(diǎn)有續(xù)流管和五芯柱整流變壓器的全控橋整流器。
[0002][ 二 ]【背景技術(shù)】現(xiàn)有用來(lái)制造三相全控橋整流器僅有五種電路，第一種是由6個(gè)晶閘管組成的三相全控控橋整流電路；第二種是巴巴特發(fā)明的整流變壓次級(jí)繞組中性點(diǎn)有I個(gè)續(xù)流管的三相全控橋整流電路:第三種是整流變壓器次級(jí)繞組中性點(diǎn)有2個(gè)續(xù)流管的三相全控樣整流電路，第四種是同一發(fā)明人發(fā)明的有平衡電抗器的三相全控橋整流電路。第五種是同一發(fā)明人發(fā)明的有平衡電抗器的三相復(fù)式全控橋整流電路。前三種三相全控橋整流電路沒(méi)有帶平衡電抗器，后二種三相全控橋整流電路有平衡電抗器。
[0003]{三}
【發(fā)明內(nèi)容】
本實(shí)用新型目的在于:1)簡(jiǎn)化上述第四種三相全控橋整流器的結(jié)構(gòu)，取消平衡電抗器，但又達(dá)到相同的效果。2)為了擴(kuò)大輸出電流、提高功率因數(shù)和減少電網(wǎng)側(cè)諧波電流。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的，本設(shè)計(jì)采用I個(gè)初、次級(jí)繞組星形連接的五芯柱三相整流變壓器，替代同一發(fā)明人發(fā)明的有平衡電抗器的三相全控橋整流電路中的初級(jí)繞組三角形連接、次級(jí)星形連接的三芯柱三相整流變壓器。就可取消上述第四種電路中的平衡電抗器而達(dá)到相同效果，從而使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化成有2個(gè)續(xù)流管的三相全控橋整流電路。其原理與采用五芯柱初、次級(jí)星形連接的六相半波整流電路，體代三芯柱初級(jí)繞組三角形連接，次級(jí)繞組星形連接有平衡電抗器的六相半波整流電路有相同效果的作用相類(lèi)同。為了實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的，本設(shè)計(jì)采用一臺(tái)五芯柱三相整流變壓器，初級(jí)3個(gè)繞組星形連接，次級(jí)6個(gè)繞組雙星形連接，2個(gè)星形繞組的中性點(diǎn)連接有2個(gè)續(xù)流管，2個(gè)星形繞組端頭連接有6個(gè)晶閘管組成三相全控橋整流串聯(lián)電感濾波的整流器。2個(gè)次級(jí)星形中心點(diǎn)有續(xù)流管的三相全控橋并聯(lián)輸出就可采用特殊移相控制達(dá)到比單個(gè)電路更高的功率因數(shù)，這它稱(chēng)為:高功率因數(shù)五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器電源。為了進(jìn)一步增大功率，用于萬(wàn)安到數(shù)十萬(wàn)安的直流電弧爐、大型電解、等電源，還可采用上述中性點(diǎn)有續(xù)流管的更多并聯(lián)的三相全控橋整流器。
[0005]本設(shè)計(jì)的五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相橋式全控整流電源，它由五芯柱整流變壓器(B)、2個(gè)濾波電感(L1、L2)、4個(gè)二極管(Dl?D4)、12個(gè)晶閘管(VI?V12)及其觸發(fā)電路組成，其特征在于:五芯柱整流變壓器(B)的3個(gè)初級(jí)繞組(A1、B1、C1)星形連接，6個(gè)次級(jí)繞組(a、b、c和a'、b'、c')連接成雙星形,第一次級(jí)星形繞組(a、b、c)與濾波電感(LI)、2個(gè)二極管(Dl、D2)、6個(gè)晶閘管(VI?V6)連接成I個(gè)中性點(diǎn)有2個(gè)續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，整流器輸出正端(I)與濾波電感(LI) 一端連接，濾波電感(LI)另一端(III)與I個(gè)二極管(Dl)陰極、3個(gè)晶閘管(VI?V3)的陰極五點(diǎn)連接，整流電源輸出負(fù)端(II)與另I個(gè)二極管(D2)陽(yáng)極、另3個(gè)晶閘管(V4?V6)的陽(yáng)極五點(diǎn)連接，2個(gè)二極管(D1、D2)另一端與次級(jí)繞組中心點(diǎn)(O)三點(diǎn)連接，6個(gè)晶閘管(VI?V6)另一端分別與次級(jí)星形繞組3個(gè)端(a、b、c)連接成三相橋式整流，第二次級(jí)星形繞組(a'、W、c')與濾波電感(L2)、2個(gè)二極管(D3、D4)、6個(gè)晶閘管(V7?V12)連接連接方法與上述相同，構(gòu)成第二個(gè)中性點(diǎn)有2個(gè)續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，2個(gè)中性點(diǎn)有續(xù)流管的三橋全控橋串聯(lián)濾波電感的整流器并聯(lián)輸出，構(gòu)成一個(gè)五芯柱中心性有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器。6個(gè)晶閘管(VI~V3和VlO~V12)的觸發(fā)角(α I)與另6個(gè)晶閘管(V4~V9)的觸發(fā)角(α 2)相位不相等(α I古α 2)。
[0006][四]【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】附圖1是五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器電路原理圖。它由2個(gè)相同的中性點(diǎn)有續(xù)流管的三相全控橋整流器并聯(lián)輸出，并使用同一個(gè)五芯柱整流變壓器，3個(gè)初級(jí)繞組星形連接，次級(jí)6個(gè)繞組連接成雙星形。
[0007][五]【具體實(shí)施方式】附圖1是五芯柱中心點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器電路原理圖。由附圖1可知:三相整流變壓器(B)是3個(gè)初級(jí)繞組(A1、B1、C1)星形連接，6個(gè)次級(jí)繞組(a、b、c和a'、b'、c')連接成雙星形,上面I個(gè)級(jí)星形繞組(a、b、c)與濾波電感(LI)、2個(gè)二極管(Dl、D2)、6個(gè)晶閘管(VI~V6)連接成I個(gè)中性點(diǎn)有2個(gè)續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器。下面I個(gè)級(jí)星形繞組(a'、b'、c')與濾波電感(L2)、2個(gè)二極管(D3、D4)、6個(gè)晶閘管(V7~V12)連接成另I個(gè)中性點(diǎn)有續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器。2個(gè)整流器并聯(lián)輸出，構(gòu)成一個(gè)五芯柱中心性有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器。
[0008]由于三相橋式線電壓整流電壓和2個(gè)三相相電壓整流電壓在相位上相差30度，因此，當(dāng)三相橋式全控整流電路線電路的控制角由最小值到最大值調(diào)節(jié)時(shí)，相控整流電路的輸出兩端(II1、II)的輸出電壓瞬時(shí)值的包絡(luò)線，就只有三相線電壓橋式整流的瞬時(shí)值，逐漸向前面部分是三相線電壓橋式整流電壓的瞬時(shí)值，后面部分是2個(gè)三相相電壓半波整流(D2、V1~V3和D1、VV4~V6)電壓瞬時(shí)值過(guò)度，最后過(guò)度到輸出2端只有2個(gè)三相相電壓半波整流輸出電壓瞬時(shí)值這樣一個(gè)過(guò)程。又由于整流變壓器是初級(jí)繞組星形連接的五芯柱三相整流變壓器，它對(duì)上述次級(jí)繞組2個(gè)三相半波整流能起到有帶平衡電抗器的作用，使繞組和器件的導(dǎo)通角度增大2倍，提高了繞組和器件的利用率，減少了損耗，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，與同一發(fā)明的第四 種有平衡電抗器中性桌有續(xù)流管的三相全控橋電路要先進(jìn)得多，它是更具實(shí)用價(jià)值的重大基礎(chǔ)相控整流電路發(fā)明。發(fā)明之所以稱(chēng)它為重大基礎(chǔ)電路的發(fā)明，因?yàn)?一方面它可廣泛用于制造大功率三相橋式整流器，另一方面它可與次級(jí)繞組三角形連接的三相全控橋整流器相結(jié)合制造輸出電壓更大、諧波更少的整流器；，它還可次級(jí)2個(gè)星繞組中性點(diǎn)有續(xù)流管的三相全控橋整流器并聯(lián)輸出的整流器。
[0009]為了使這種整流器獲得高功率因數(shù)，使2個(gè)整流器所產(chǎn)生的諧波在五芯柱整流變壓器能抵消一部分，本整流器采用特殊的移相觸發(fā)電路:圖上6個(gè)晶閘管(VI~V3和VlO~V12)的觸發(fā)角(α I)與另6個(gè)晶閘管(V4~V9)的觸發(fā)角(α 2)相位不相等(α I古α 2)。整流器的直流輸出電壓是2個(gè)觸發(fā)角(α?、α2)的函數(shù)，就是說(shuō)對(duì)應(yīng)于I個(gè)直流輸出電壓有多個(gè)α?和α 2觸發(fā)角可以選擇,這就為提高功率因數(shù)創(chuàng)造新條件,差角α = α 1-α 2,在α變動(dòng)20°時(shí)，5次諧波移動(dòng)100°，而7次諧波移動(dòng)140°，對(duì)每次諧波來(lái)說(shuō)，總有一個(gè)α?和α 2值使這次諧波相抵消，就可選擇抵消諧波電流的方法來(lái)提高功率因數(shù)。因此，這種整流器除采用傳統(tǒng)直流輸出電壓控制方法之外，還多了一個(gè)選擇提高功率因數(shù)的控制方法。使整流器達(dá)到單個(gè)中性點(diǎn)有續(xù)流管的三相全控橋電路的整流器無(wú)法達(dá)到的目的，使整流器獲得最佳性能。我國(guó)從法國(guó)CEGELEC公司引進(jìn)的700伏，100ΚΑ直流電弧爐電源就是采用這種特殊觸發(fā)電路獲得高功率因數(shù)(0.94)、少電流諧波的高性能電源，不但可以不使用高壓整流變壓初級(jí)抽頭和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)預(yù)調(diào)壓，還不用動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償，降低整整流變壓器的容量20%而獲得一致好評(píng)。本實(shí)用新型與法國(guó)CEGELEC公司引進(jìn)的電弧爐整流器的區(qū)別:1)本發(fā)明用三相五芯柱鐵心，體代引進(jìn)的三芯柱鐵芯。2)整流變壓器3個(gè)初級(jí)繞組星形連接體代引進(jìn)的3個(gè)初級(jí)繞組三角形連接，其它電路連接和觸發(fā)方式完全相同，但本實(shí)用新型次級(jí)繞組和器件的導(dǎo)通時(shí)間和利用率遠(yuǎn)高于法國(guó)引進(jìn)的整流器。因此，本沒(méi)計(jì)是在同一發(fā)明人發(fā)明的五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的三相全控橋電路上，消化、吸收法國(guó)公司直流電弧爐電源技術(shù)再創(chuàng)新的原創(chuàng)成果，可廣泛用于直流電弧爐電源、電解、電鍍、電化等整流器電源，有很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
【權(quán)利要求】
1.五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器，它由五芯柱整流變壓器(B)、2個(gè)濾波電感(L1、L2)、4個(gè)二極管(Dl?D4)、12個(gè)晶閘管(VI?V12)及其觸發(fā)電路組成，其特征在于:五芯柱整流變壓器(B)的3個(gè)初級(jí)繞組(A1、B1、C1)星形連接，6個(gè)次級(jí)繞組(a、b、c和a'、b'、c')連接成2個(gè)星形,第一次級(jí)星形繞組(a、b、c)與濾波電感(LI)、2個(gè)二極管(D1、D2)、6個(gè)晶閘管(VI?V6)連接成I個(gè)中性點(diǎn)有2個(gè)續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，整流器輸出正端(I)與濾波電感(LI) 一端連接，濾波電感的另一端(III)與I個(gè)二極管(Dl)陰極、3個(gè)晶閘管(VI?V3)的陰極五點(diǎn)連接，整流電源輸出負(fù)端(II)與另I個(gè)二極管(D2)陽(yáng)極、另3個(gè)晶閘管(V4?V6)的陽(yáng)極五點(diǎn)連接，2個(gè)二極管(D1、D2)另一端與次級(jí)繞組中心點(diǎn)(O)三點(diǎn)連接，6個(gè)晶閘管(VI?V6)另一端分別與次級(jí)星形繞組3個(gè)端(a、b、c)連接三相橋式整流,第二次級(jí)星形繞組(a'、b'、c')與濾波電感(L2)、2個(gè)二極管(D3、D4)、6個(gè)晶閘管(V7?V12)連接連接方法與上述相同，構(gòu)成第二個(gè)中性點(diǎn)有2個(gè)續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，2個(gè)中性點(diǎn)有續(xù)流管的三橋全控橋串聯(lián)濾波電感的整流器并聯(lián)輸出構(gòu)成一個(gè)五芯柱中心性有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五芯柱中性點(diǎn)有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器，其特征在于:6個(gè)晶閘管(VI?V3和VlO?V12)的觸發(fā)角(α I)與另6個(gè)晶閘管(V4?V9)的觸發(fā)角(α 2)相位不相等(α I古α 2)。
【文檔編號(hào)】H02M1/12GK203813684SQ201420122180
【公開(kāi)日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】龔秋聲 申請(qǐng)人:龔秋聲