CN110635695A - 一种新型24脉tru自耦馈能式半桥辅助电路 - Google Patents

一种新型24脉tru自耦馈能式半桥辅助电路 Download PDF

Info

Publication number
CN110635695A
CN110635695A CN201910896650.1A CN201910896650A CN110635695A CN 110635695 A CN110635695 A CN 110635695A CN 201910896650 A CN201910896650 A CN 201910896650A CN 110635695 A CN110635695 A CN 110635695A
Authority
CN
China
Prior art keywords
auxiliary
self
pulse
voltage
tru
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910896650.1A
Other languages
English (en)
Inventor
史艳博
葛红娟
朱佳祺
闫洁
张光玖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201910896650.1A priority Critical patent/CN110635695A/zh
Publication of CN110635695A publication Critical patent/CN110635695A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/068—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode mounted on a transformer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，属于电能变换技术领域。该新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路由1个辅助单相自耦变压器(TM)，2个均压电容(C1、C2)和1个辅助整流桥臂构成；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧；辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，辅助单相自耦变压器原边绕组产生的6倍于三相电源频率的交流方波电压反馈至12脉TRU，使电路具有24脉波特性，合理设计辅助自耦变压器绕组匝数比，降低谐波畸变率；本发明结构简单，不需要额外控制电路，可靠性高。

Description

一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路
技术领域
本发明属于电能变换技术领域，特别涉及了一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路。
背景技术
不控型多脉波整流器具有结构简单，可靠性高的优点，目前多采用不控型多脉波变压整流技术对机载电源系统中的谐波和纹波含量进行抑制。脉波数越多，输入电流THD越小。对于不控型多脉波整流器可以通过增加移相变压器的输出相数增加脉波数，但是随着移相变压器输出相数的增加，移相变压器制造困难，线圈利用率降低。采用双抽头均流电抗器的24脉波变压整流器的与均流电抗器抽头相连的二极管是与负载串联，其二极管损耗较大，不利于航空航天应用。
发明内容
采用上述技发明的目的是为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，结构简单，不需要额外控制电路，可靠性高，损耗低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，包括1个辅助单相自耦变压器(TM)，2个均压电容(C1、C2)，1个辅助整流桥臂；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧，原边绕组连接12脉TRU输出电压中点N，辅助整流桥臂连接在均压电容两端。
进一步的，所述辅助自耦变压器(TM)的原边绕组与副边绕组的匝比为Np∶Ns＝1∶30.5。
串联型12脉TRU两个三相整流桥输出电流瞬时值不相等，为相位相差30°的6脉波电流，在辅助自耦变压器原边绕组上产生6倍于三相电源频率的交流三角波电流ip，ip＝id1-id2，辅助自耦变压器副边绕组产生的感应电流迫使辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，辅助自耦变压器原边绕组上产生6倍于三相电源频率的交流方波电压；辅助电路将交流方波电压反馈至12脉TRU，与三相输入电源进行叠加，使电路具有24脉波特性；合理设计辅助自耦变压器绕组匝数比，降低谐波畸变率。
采用上述技术方案带来的有益效果：
与现有的变压整流器辅助电路相比，本发明结构简单，系统体积小，不需要额外的控制电路，系统可靠性高；辅助电路采用只有一个中间抽头的自耦变压器，结构简单，仅需要两个小功率二极管，系统损耗低；辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，辅助单相自耦变压器原边绕组产生的6倍于三相电源频率的交流方波电压反馈至12脉TRU，与三相输入电源进行叠加，使电路具有24脉波特性；输入电流接近正弦波，总谐波含量为5.65％，满足航空标准要求。
附图说明
图1为一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路图；
图2为辅助自耦变压器原边绕组反馈电压仿真波形；
图3为负载电压ud仿真波形；
图4为A相输入电流ia仿真波形；
图5为A相输入电流ia频谱分析图；
上面附图的主要符号说明：ua、ub、uc为网侧三相输入电压，ia、ib、ic为网侧三相输入电流，Np、Ns为辅助单相自耦变压器原副边绕组匝数，id1、id2为12脉TRU输出电流，C1、C2为均压电容，D1、D2为辅助整流桥臂上下两个二极管，TM为辅助自耦变压器，up、us为辅助自耦变压器原副边绕组电压，N为12脉TRU电压中点，P为均压电容中点，Q为整流桥臂中点，ud为负载电压。
具体实施方式
下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，包括1个辅助单相自耦变压器(TM)，2个均压电容(C1、C2)，1个辅助整流桥臂；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧，原边绕组连接12脉TRU输出电压中点N，辅助整流桥臂连接在均压电容两端。
均压电容两端的电压为：uc1＝uc2＝ud/2；id1和id2为串联型12脉TRU输出的相位相差30°的6脉波电流。当id1＞id2时，ip＞0，is＞0，辅助整流桥臂上二极管D1导通；uc2+us＝ud，uc2＝ud/2，所以us＝ud/2，则up＝(udNp)/(2Ns)；当id1＜id2时，ip＜0，is＜0，辅助整流桥臂上二极管D2导通；uc1-us＝ud，uc1＝ud/2，所以us＝-ud/2，则up＝-(udNp)/(2Ns)；在辅助自耦变压器原边绕组上产生频率是输入电源频率6倍的交流方波电压，波形如图2所示。辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，将在辅助自耦变压器TM原边绕组产生频率是输入电源频率6倍的交流方波电压，反馈至12脉TRU，与三相输入电源进行叠加，使电路具有24脉波特性；设置辅助自耦变压器(TM)的原边绕组与副边绕组的匝比为Ns∶Np＝1∶30.5，输入电流具有良好的正弦性，总谐波畸变率为5.65％，主要谐波为23、25次谐波。
为验证本发明的有效性，在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真实验，系统输入为115V/400Hz三相交流电，负载为10Ω纯电阻。变压整流器输出电压ud仿真波形图如图3所示，有效值为271.1V，无需进行再次变压就可直接作为航空高压直流电源，验证了理论的正确性。A相输入电流ia仿真波形图如图4所示，输入电流为24阶梯波，具有良好的正弦性。A相输入电流ia频谱分析图如图5所示，主要谐波为23、25次谐波，总谐波含量低，仅为5.65％，满足航空领域输入电流谐波标准。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，其特征在于：包括1个辅助单相自耦变压器(TM)，2个均压电容(C1、C2)，1个由两个二极管(D1、D2)串联组成的辅助整流桥臂；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，其副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q，原边绕组连接12脉TRU输出电压中点N；辅助整流桥臂连接在均压电容两端，二极管D1的阳极连接电容C1的正端，二极管D2的阳极连接电容C2的负端。
2.根据权利要求1所述的新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，其特征在于，所述辅助单相白耦变压器的原副边绕组最优匝比关系为：Np∶Ns＝1∶30.5，此时三相输入电流的总谐波含量为5.65％。
CN201910896650.1A 2019-09-19 2019-09-19 一种新型24脉tru自耦馈能式半桥辅助电路 Pending CN110635695A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910896650.1A CN110635695A (zh) 2019-09-19 2019-09-19 一种新型24脉tru自耦馈能式半桥辅助电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910896650.1A CN110635695A (zh) 2019-09-19 2019-09-19 一种新型24脉tru自耦馈能式半桥辅助电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110635695A true CN110635695A (zh) 2019-12-31

Family

ID=68972207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910896650.1A Pending CN110635695A (zh) 2019-09-19 2019-09-19 一种新型24脉tru自耦馈能式半桥辅助电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110635695A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111446850A (zh) * 2020-04-14 2020-07-24 南京航空航天大学 一种变压整流器的平衡电抗器优化与24脉输出设计

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0620635A1 (de) * 1993-03-23 1994-10-19 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Gesteuerter Drehstrom-Gleichrichter
CN201638634U (zh) * 2010-04-22 2010-11-17 江西变压器科技股份有限公司 第三绕组多级粗细连续调压整流变压器
CN102694474A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 北京博电兴源节能科技有限公司 一种产生静电场的电源装置
EP2874299A2 (en) * 2013-10-03 2015-05-20 Hamilton Sundstrand Corporation Voltage step-up six-phase autotransformer passive rectification AC-DC converter
CN108448911A (zh) * 2018-05-02 2018-08-24 哈尔滨工业大学（威海） 使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器
CN109245572A (zh) * 2018-10-24 2019-01-18 哈尔滨工业大学（威海） 基于电力电子变压器的串联型12脉波整流器
CN109768715A (zh) * 2019-02-13 2019-05-17 襄阳九鼎昊天环保设备有限公司 一种220kV超高压静电除尘电源
CN110138244A (zh) * 2019-05-15 2019-08-16 南京航空航天大学 直流侧无源谐波抑制技术的48脉变压整流器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0620635A1 (de) * 1993-03-23 1994-10-19 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Gesteuerter Drehstrom-Gleichrichter
CN201638634U (zh) * 2010-04-22 2010-11-17 江西变压器科技股份有限公司 第三绕组多级粗细连续调压整流变压器
CN102694474A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 北京博电兴源节能科技有限公司 一种产生静电场的电源装置
EP2874299A2 (en) * 2013-10-03 2015-05-20 Hamilton Sundstrand Corporation Voltage step-up six-phase autotransformer passive rectification AC-DC converter
CN108448911A (zh) * 2018-05-02 2018-08-24 哈尔滨工业大学（威海） 使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器
CN109245572A (zh) * 2018-10-24 2019-01-18 哈尔滨工业大学（威海） 基于电力电子变压器的串联型12脉波整流器
CN109768715A (zh) * 2019-02-13 2019-05-17 襄阳九鼎昊天环保设备有限公司 一种220kV超高压静电除尘电源
CN110138244A (zh) * 2019-05-15 2019-08-16 南京航空航天大学 直流侧无源谐波抑制技术的48脉变压整流器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YASUYUKI NISHIDA，ET AL: "A Method to Decrease Input Current Harmonics of Three-Phase Diode Rectifier by Pulse-Doubler Scheme", 《IECON 2006 - 32ND ANNUAL CONFERENCE ON IEEE INDUSTRIAL ELECTRONICS》 *
YASUYUKI NISHIDA: "A 12-pulse Diode Rectifier Using 3-Phase Bridge 6-Pulse Diode Rectifier with 2 Additional Diodes and An Auto-Transformer", 《IEEE 1999 INTEMABONAL CONFERENCE ON POWER ELECTRONICS AND DRIVE SYSTEMS, PEDS’99》 *
贺威俊: "《轨道交通牵引供变电技术》", 31 July 2016 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111446850A (zh) * 2020-04-14 2020-07-24 南京航空航天大学 一种变压整流器的平衡电抗器优化与24脉输出设计
CN111446850B (zh) * 2020-04-14 2021-02-02 南京航空航天大学 一种变压整流器的平衡电抗器优化与24脉输出设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9190920B2 (en) H-bridge micro inverter grid-connected device
CN113746357B (zh) 基于双级辅助变换器的电解制氢整流电源及电源控制方法
CN109245566B (zh) 使用直流侧电压注入法的串联型36脉波整流器
CN105006982B (zh) 一种p型24脉冲航空自耦变压整流器
CN218416208U (zh) 一种直流侧带双有源谐波抑制电路的串联型12脉波整流器
CN114844373B (zh) 一种适用于hvdc带双辅助无源电路的串联型36脉波整流器
Meng et al. A 12-pulse rectifier based on power electronic phase-shifting transformer
CN105305853A (zh) 采用有源功率因数校正技术的多脉波整流器及其设计方法
CN111786580B (zh) 一种使用直流侧电压谐波注入法的串联型40脉波整流器
Facchinello et al. Closed-loop operation and control strategy for the dual active half bridge ac-ac converter
CN110138244B (zh) 直流侧无源谐波抑制技术的48脉变压整流器
Abdollahi et al. Application of pulse doubling in star-connected autotransformer based 12-pulse AC-DC converter for power quality improvement
CN107134934B (zh) 一种无源补偿低谐波十二脉波自耦变压整流电路
CN107425739B (zh) D型不对称24脉自耦变压整流器
CN113904575A (zh) 精准脉冲电荷控制型电源系统及其控制方法
CN110635695A (zh) 一种新型24脉tru自耦馈能式半桥辅助电路
Lai et al. Parallel-operated single-stage flyback-type single-phase solar micro-inverter
CN111865112A (zh) 使用直流侧无源谐波抑制方法的串联型多脉波整流器
Gamit et al. Multi pulse rectifier using different phase shifting transformers and its THD comparison for power quality issues
CN111446850B (zh) 一种变压整流器的平衡电抗器优化与24脉输出设计方法
US20100213768A1 (en) Apparatus for photovoltaic power generation
CN115995946A (zh) 一种串联型12脉波整流器
CN115395792A (zh) 一种适用于中压交流电网的大容量制氢电源及其控制方法
Takahashi et al. Power decoupling method for isolated DC to single-phase AC converter using matrix converter
CN213906557U (zh) 分布式低谐波高频整流装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191231