CN203813684U - 五芯柱中性点有续流管的双并三相全控桥整流器 - Google Patents

五芯柱中性点有续流管的双并三相全控桥整流器 Download PDF

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Abstract

五芯柱中心点有续流管的双三相全控桥整流器，它由1个初级星连接，次级双星形连接的三相五芯柱整流变压器、2个滤波电感、4个二极管、12个晶闸管及其触发电路组成两个中心点有2个续流管的三相全控桥整流并联输出，12个晶闸管有两个控制角α1和α2(α1≠α2)，两个控制角既能调节输出直流电压又能调节功率因数或谐波，用它设计制造输出700V，100KA大功率直流电弧炉电源，比我国从法国CEGELEC公司引进的700V，100KA电弧炉电源具有更高的技术性能指标。它可广泛用于直流电弧炉、电解、电镀、等大功率整流器，有很好的经济和社会效益。

Description

五芯柱中性点有续流管的双并三相全控桥整流器
[一]技术领域  本设计涉及中性点有续流管和五芯柱整流变压器的全控桥整流器。 
[二]背景技术  现有用来制造三相全控桥整流器仅有五种电路，第一种是由6个晶闸管组成的三相全控控桥整流电路；第二种是巴巴特发明的整流变压次级绕组中性点有1个续流管的三相全控桥整流电路：第三种是整流变压器次级绕组中性点有2个续流管的三相全控样整流电路，第四种是同一发明人发明的有平衡电抗器的三相全控桥整流电路。第五种是同一发明人发明的有平衡电抗器的三相复式全控桥整流电路。前三种三相全控桥整流电路没有带平衡电抗器，后二种三相全控桥整流电路有平衡电抗器。 
{三}发明内容  本实用新型目的在于：1)简化上述第四种三相全控桥整流器的结构，取消平衡电抗器，但又达到相同的效果。2)为了扩大输出电流、提高功率因数和减少电网侧谐波电流。 
为了实现第一个目的，本设计采用1个初、次级绕组星形连接的五芯柱三相整流变压器，替代同一发明人发明的有平衡电抗器的三相全控桥整流电路中的初级绕组三角形连接、次级星形连接的三芯柱三相整流变压器。就可取消上述第四种电路中的平衡电抗器而达到相同效果，从而使电路结构简化成有2个续流管的三相全控桥整流电路。其原理与采用五芯柱初、次级星形连接的六相半波整流电路，体代三芯柱初级绕组三角形连接，次级绕组星形连接有平衡电抗器的六相半波整流电路有相同效果的作用相类同。为了实现第二个目的，本设计采用一台五芯柱三相整流变压器，初级3个绕组星形连接，次级6个绕组双星形连接，2个星形绕组的中性点连接有2个续流管，2个星形绕组端头连接有6个晶闸管组成三相全控桥整流串联电感滤波的整流器。2个次级星形中心点有续流管的三相全控桥并联输出就可采用特殊移相控制达到比单个电路更高的功率因数，这它称为：高功率因数五芯柱中性点有续流管的双并三相全控桥整流器电源。为了进一步增大功率，用于万安到数十万安的直流电弧炉、大型电解、等电源，还可采用上述中性点有续流管的更多并联的三相全控桥整流器。 
本设计的五芯柱中性点有续流管的双并三相桥式全控整流电源，它由五芯柱整流变压器(B)、2个滤波电感(L1、L2)、4个二极管(D1～D4)、12个晶闸管(V1～V12)及其触发电路组成，其特征在于：五芯柱整流变压器(B)的3个初级绕组(A1、B1、C1)星形连接，6个次级绕组(a、b、c和a′、b′、c′)连接成双星形，第一次级星形绕组(a、b、c)与滤波电感(L1)、2个二极管(D1、D2)、6个晶闸管(V1～V6)连接成1个中性点有2个续流管的三相全控桥串联电感滤波的整流器，整流器输出正端(I)与滤波电感(L1)一端连接，滤波电感(L1)另一端(III)与1个二极 管(D1)阴极、3个晶闸管(V1～V3)的阴极五点连接，整流电源输出负端(II)与另1个二极管(D2)阳极、另3个晶闸管(V4～V6)的阳极五点连接，2个二极管(D1、D2)另一端与次级绕组中心点(O)三点连接，6个晶闸管(V1～V6)另一端分别与次级星形绕组3个端(a、b、c)连接成三相桥式整流，第二次级星形绕组(a′、b′、c′)与滤波电感(L2)、2个二极管(D3、D4)、6个晶闸管(V7～V12)连接连接方法与上述相同，构成第二个中性点有2个续流管的三相全控桥串联电感滤波的整流器，2个中性点有续流管的三桥全控桥串联滤波电感的整流器并联输出，构成一个五芯柱中心性有续流管的双并三相全控桥整流器。6个晶闸管(V1～V3和V10～V12)的触发角(α1)与另6个晶闸管(V4～V9)的触发角(α2)相位不相等(α1≠α2)。 
[四]附图说明  附图1是五芯柱中性点有续流管的双并三相全控桥整流器电路原理图。它由2个相同的中性点有续流管的三相全控桥整流器并联输出，并使用同一个五芯柱整流变压器，3个初级绕组星形连接，次级6个绕组连接成双星形。 
[五]具体实施方式  附图1是五芯柱中心点有续流管的双并三相全控桥整流器电路原理图。由附图1可知：三相整流变压器(B)是3个初级绕组(A1、B1、C1)星形连接，6个次级绕组(a、b、c和a′、b′、c′)连接成双星形，上面1个级星形绕组(a、b、c)与滤波电感(L1)、2个二极管(D1、D2)、6个晶闸管(V1～V6)连接成1个中性点有2个续流管的三相全控桥串联电感滤波的整流器。下面1个级星形绕组(a′、b′、c′)与滤波电感(L2)、2个二极管(D3、D4)、6个晶闸管(V7～V12)连接成另1个中性点有续流管的三相全控桥串联电感滤波的整流器。2个整流器并联输出，构成一个五芯柱中心性有续流管的双并三相全控桥整流器。 
由于三相桥式线电压整流电压和2个三相相电压整流电压在相位上相差30度，因此，当三相桥式全控整流电路线电路的控制角由最小值到最大值调节时，相控整流电路的输出两端(III、II)的输出电压瞬时值的包络线，就只有三相线电压桥式整流的瞬时值，逐渐向前面部分是三相线电压桥式整流电压的瞬时值，后面部分是2个三相相电压半波整流(D2、V1～V3和D1、VV4～V6)电压瞬时值过度，最后过度到输出2端只有2个三相相电压半波整流输出电压瞬时值这样一个过程。又由于整流变压器是初级绕组星形连接的五芯柱三相整流变压器，它对上述次级绕组2个三相半波整流能起到有带平衡电抗器的作用，使绕组和器件的导通角度增大2倍，提高了绕组和器件的利用率，减少了损耗，简化了电路结构，与同一发明的第四种有平衡电抗器中性奌有续流管的三相全控桥电路要先进得多，它是更具实用价值的重大基础相控整流电路发明。发明之所以称它为重大基础电路的发明，因为：一方面它可广泛用于制造大功率三相桥式整流器，另一方面它可与次级绕组三角形连接的三相全控桥整流器相结合制造输出电压更大、谐波更少的整流器；，它还可次级2个星绕组中性点有续流管的三相全控桥整流器并联输出的整流器。 
为了使这种整流器获得高功率因数，使2个整流器所产生的谐波在五芯柱整流变压器能抵消一部分，本整流器采用特殊的移相触发电路：图上6个晶闸管(V1～V3和V10～V12)的触发角(α1)与另6个晶闸管(V4～V9)的触发角(α2)相位不相等(α1≠α2)。整流器的直流输出电压是2个触发角(α1、α2)的函数，就是说对应于1个直流输出电压有多个α1和α2触发角可以选择，这就为提高功率因数创造新条件，差角α＝α1-α2，在α变动20°时，5次谐波移动100°，而7次谐波移动140°，对每次谐波来说，总有一个α1和α2值使这次谐波相抵消，就可选择抵消谐波电流的方法来提高功率因数。因此，这种整流器除采用传统直流输出电压控制方法之外，还多了一个选择提高功率因数的控制方法。使整流器达到单个中性点有续流管的三相全控桥电路的整流器无法达到的目的，使整流器获得最佳性能。我国从法国CEGELEC公司引进的700伏，100KA直流电弧炉电源就是采用这种特殊触发电路获得高功率因数(0.94)、少电流谐波的高性能电源，不但可以不使用高压整流变压初级抽头和转换开关预调压，还不用动态无功补偿，降低整整流变压器的容量20％而获得一致好评。本实用新型与法国CEGELEC公司引进的电弧炉整流器的区别：1)本发明用三相五芯柱铁心，体代引进的三芯柱铁芯。2)整流变压器3个初级绕组星形连接体代引进的3个初级绕组三角形连接，其它电路连接和触发方式完全相同，但本实用新型次级绕组和器件的导通时间和利用率远高于法国引进的整流器。因此，本没计是在同一发明人发明的五芯柱中性点有续流管的三相全控桥电路上，消化、吸收法国公司直流电弧炉电源技术再创新的原创成果，可广泛用于直流电弧炉电源、电解、电镀、电化等整流器电源，有很好的经济和社会效益。 

Claims (2)

1.五芯柱中性点有续流管的双并三相全控桥整流器，它由五芯柱整流变压器(B)、2个滤波电感(L1、L2)、4个二极管(D1～D4)、12个晶闸管(V1～V12)及其触发电路组成，其特征在于：五芯柱整流变压器（B)的3个初级绕组(A1、B1、C1)星形连接，6个次级绕组(a、b、c和a′、b′、c′)连接成2个星形，第一次级星形绕组(a、b、c)与滤波电感(L1)、2个二极管(D1、D2)、6个晶闸管(V1～V6)连接成1个中性点有2个续流管的三相全控桥串联电感滤波的整流器，整流器输出正端(I)与滤波电感(L1)一端连接，滤波电感的另一端(III)与1个二极管(D1)阴极、3个晶闸管(V1～V3)的阴极五点连接，整流电源输出负端(II)与另1个二极管(D2)阳极、另3个晶闸管(V4～V6)的阳极五点连接，2个二极管(D1、D2)另一端与次级绕组中心点(O)三点连接，6个晶闸管(V1～V6)另一端分别与次级星形绕组3个端(a、b、c)连接三相桥式整流，第二次级星形绕组(a′、b′、c′)与滤波电感(L2)、2个二极管(D3、D4)、6个晶闸管(V7～V12)连接连接方法与上述相同，构成第二个中性点有2个续流管的三相全控桥串联电感滤波的整流器，2个中性点有续流管的三桥全控桥串联滤波电感的整流器并联输出构成一个五芯柱中心性有续流管的双并三相全控桥整流器。 
2.根据权利要求1所述的五芯柱中性点有续流管的双并三相全控桥整流器，其特征在于：6个晶闸管(V1～V3和V10～V12)的触发角(α1)与另6个晶闸管(V4～V9)的触发角(α2)相位不相等(α1≠α2)。 
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