寬范圍降壓式18脈沖自耦變壓整流器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電能變換領(lǐng)域，具體指一種寬范圍降壓式18脈沖自耦變壓整流器。
【背景技術(shù)】
[0002] 多脈沖整流技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高效可靠，過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而在航空領(lǐng)域應(yīng) 用廣泛。多脈沖整流技術(shù)按照輸出電壓脈沖數(shù)可以分為12脈沖，18脈沖，24脈沖，30脈沖等， 使得網(wǎng)側(cè)電流變?yōu)橄鄳?yīng)脈沖數(shù)，與輸出電壓同相位的階梯波，實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正以及諧波 抑制功能，且脈沖數(shù)越多相應(yīng)的交流側(cè)電流THD值越低但是變壓器結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。綜合考慮網(wǎng) 側(cè)電流THD值以及電路復(fù)雜程度選用18脈沖變壓整流技術(shù)。
[0003] 隔離式多脈沖變壓整流器通過合理設(shè)計(jì)變壓器繞組結(jié)構(gòu)及變比可以實(shí)現(xiàn)28V直流 輸出。但是變頻輸入情況下輸出電壓調(diào)整率變化大，輸入電流諧波含量高，難以滿足航空標(biāo) 準(zhǔn)。自耦變壓器相較傳統(tǒng)的隔離變壓器可以有效降低變壓器等效容量，減少變壓器的體積 和重量，同時(shí)功率傳輸效率更高。但是傳統(tǒng)的18脈沖自耦變壓整流器通過橋式變換電路整 流輸出，輸出電壓偏高且難以調(diào)節(jié)，不能滿足當(dāng)前航空領(lǐng)域低壓直流供電系統(tǒng)的要求。通過 后級(jí)級(jí)聯(lián)降壓電路雖然可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓降壓調(diào)節(jié)但是電路比較復(fù)雜且效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)自耦變壓整流器輸出電壓降壓調(diào)節(jié)，提供一種寬范圍降壓式 18脈沖自耦變壓整流器。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的方案為：
[0006] -種寬范圍降壓式18脈沖自耦變壓整流器。所述整流變換器的輸入電壓經(jīng)過降壓 式18脈沖自耦變壓器降壓調(diào)節(jié)，產(chǎn)生3組三相交流電壓連接整流橋電路，輸出電壓范圍28V-280V〇
[0007] 所述降壓式18脈沖自耦變壓器（以A相為例)每相共6個(gè)繞組，原邊1組延長(zhǎng)繞組、3 個(gè)短繞組(延長(zhǎng)繞組Aa，短繞組ala'、 &/1/、1/&2)，副邊2個(gè)短繞組((31(3，(^2) (^相電壓源連 接原邊延長(zhǎng)繞組(Aa)的首端(A)，延長(zhǎng)繞組末端(a)連接B相副邊短繞組(ala，ac2)的中間抽 頭a，形成電壓引出端(a) j相原邊3個(gè)短繞組(ala'b〃、b〃a2)順序連接形成2個(gè)電壓引出 端a'，b〃，首端(al)及末端(a2)。其中首端(al)及末端(a2)分別連接B相副邊短繞組(ala， ac2)順序連接形成的首端(a 1)，C相副邊短繞組(blb，ba2)順序連接形成的末端(a2)。A相副 邊短繞組(clc，cb2)順序連接形成電壓引出端(c)，首端(cl)及尾端(b2)。其中首端(cl)及 尾端(b2)分別連接C相原邊短繞組(clV，(/ &〃，&〃(32)順序連接形成的首端((31)及8相原邊 短繞組(bit/順序相連形成的尾端(b2)。各相繞組間有公共端但各繞組流過的 電流不同。B相和C相的繞組結(jié)構(gòu)與連接方式與A相相似。
[0008] 所述寬范圍降壓式18脈沖自耦變壓器通過延長(zhǎng)繞組實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓的降壓調(diào)節(jié)。 同時(shí)自耦變壓器產(chǎn)生3組三相交流電壓，且每組電壓之間有37°移相（即主電壓(V a，Vb，Vc)的 幅值為網(wǎng)側(cè)輸入相電壓(VA，V B，Vc)幅值的Ι/b倍，輔助電壓(Va'，Vb'，V。'）和％〃^'，￥?！ǎ┑碾?壓幅值為網(wǎng)側(cè)輸入相電壓(Va，Vb，Vc)幅值的0.767/b倍。引出端，a〃的相位分別相差 37°，引出端b，V，b〃的相位分別相差37°，引出端c，V，c〃的相位分別相差37°)以A相為例， 原邊延長(zhǎng)繞組(Aa)的匝數(shù)Nn與降壓比滿足關(guān)系：
設(shè)原邊短繞組 ala'b〃、b〃a2匝比總和為1，則原邊延長(zhǎng)繞組(Aa)與原邊三個(gè)短繞組(ala7b〃、b〃a2) 總和匝數(shù)之比）
原邊三個(gè)短繞組(ala\aM/、b〃a2)與原邊延長(zhǎng)繞 組(Aa)的匝數(shù)之比為
副邊2個(gè)短繞組(clc， cb2)與原邊延長(zhǎng)繞組(Aa)的匝數(shù)之比為
B、C相繞組 的匝數(shù)之比與A相一致。
[0009] 所述三組整流橋電路并聯(lián)輸出，輸出電壓為任意時(shí)刻三組輸入交流電壓線電壓最 大值，輸出電壓范圍28V-280V。整流橋中二極管按照相應(yīng)的線電壓矢量切換次序?qū)ǎ渲?主橋二極管每一周期各導(dǎo)通80°，輔橋二極管每周期各導(dǎo)通20°。
[0010] 有益效果：與現(xiàn)有的18脈沖自耦變壓器的整流變換器相比，本發(fā)明提供的寬范圍 降壓式18脈沖自耦變壓整流器在原有的18脈沖自耦變壓器的基礎(chǔ)上每相增加一組延長(zhǎng)繞 組實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電壓的降壓調(diào)節(jié)，解決原有自耦變壓整流器輸出電壓偏高且難以調(diào)節(jié)的問 題。本發(fā)明提供的寬范圍降壓式18脈沖自耦變壓整流器輸入電流為18階梯波，諧波含量小。 本發(fā)明所述的降壓式自耦變壓整流器實(shí)現(xiàn)28V-280V寬范圍電壓輸出，拓寬變壓整流器應(yīng)用 范圍。
【附圖說明】
[0011] 附圖1為降壓式18脈沖自耦變壓整流器電路圖；
[0012] 附圖2為自耦變壓器繞組繞制圖；
[0013]附圖3為自耦變壓器繞組結(jié)構(gòu)圖；
[0014]附圖4為自耦變壓器輸入電流波形圖；
[0015]附圖5為系統(tǒng)A相輸入電流與電壓仿真波形；
[0016]附圖6為系統(tǒng)輸出電壓仿真波形；
[0017] 上面附圖中的主要符號(hào)說明：VA，VB，Vc--網(wǎng)側(cè)三相輸入電壓，iA，iB，ic--三相 輸入電流，Nn--原邊延長(zhǎng)繞組（以A相為例:Aa)匝數(shù)，NP1，Np2--原邊短繞組（以A相為例： a W或b〃 a2、Y b〃）匝數(shù)，Ns--副邊短繞組（以A相為例:c 1 c，cb2)匝數(shù)，Va，Va'，Va〃一一引出 端電壓，，t/，(/，a〃，b〃，c〃--電壓引出端，U。--輸出電壓，Id--輸出電流有效 值
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施 例。
[0019] 實(shí)施例：如圖1所示為降壓式18脈沖自耦變壓整流器電路圖，降壓比b = 2,輸出電 壓υ〇=14〇ν。所述系統(tǒng)中的降壓式18脈沖自耦變壓器（以A相為例)每相原邊分別有1組延長(zhǎng) 繞組、3個(gè)短繞組(延長(zhǎng)繞組Aa，短繞組&1&\&4〃、1/ &2)，副邊有2個(gè)短繞組((31(3，(^2)，見圖 2。繞組具體連接方式:A相原邊延長(zhǎng)繞組(Aa)的首端(A)為A相電壓輸入端，連接輸入電壓 源，末端(a)與B相副邊短繞組(ala，ac2)順序連接形成的中間抽頭a連接，形成電壓引出端 (a) J的原邊3個(gè)短繞組(ala7b〃、b〃a2)順序連接形成2個(gè)電壓引出端a'，b〃，首端3個(gè)短 繞組( &1&/、&/1/、1/ &2)順序連接形成的首端(&1)，末端(&2)分別連接時(shí)目副邊2個(gè)短繞組 (a la，ac2)順序連接形成的首端(a 1)，C相副邊2個(gè)短繞組(b 1 b，ba2)順序連接形成的末端 (a2)的末端（&2)2相副邊短繞組（clc，cb2)順序連接形成電壓引出端（c)，副邊短繞組 (clc，cb2)順序連接形成首端(cl)、尾端(b2)分別與C相原邊短繞組(clV，(/ &〃，&〃(32)順序 連接