CN218276085U - 一种电解制氢电源 - Google Patents
一种电解制氢电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN218276085U CN218276085U CN202220897087.7U CN202220897087U CN218276085U CN 218276085 U CN218276085 U CN 218276085U CN 202220897087 U CN202220897087 U CN 202220897087U CN 218276085 U CN218276085 U CN 218276085U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unit
- capacitor
- inductor
- converter
- igbt device
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种电解制氢电源，包括第一变流器单元、第二变流器单元及制氢电解槽；所述第一变流器单元及第二变流器单元的输入端并联后连接电网；所述第一变流器单元和第二变流器单元的输出端并联后连接所述制氢电解槽；所述第一变流器单元为一个AC/DC变流器或者N个AC/DC变流器并联，所述第二变流器单元为一个AC/DC变流器或者M个AC/DC变流器并联；该电解制氢电源采用一级变换进行工作，未采用变压器，提高电解电源的效率，降低能耗，减少碳排放；采用IGBT全控方案的变流器功率因数高，入网谐波低，电网谐波污染小,效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及制氢技术领域，尤其涉及一种电解制氢电源。
背景技术
制氢储能是未来风/光电储能的一个优选方案，炭排放低、系统成本低。制氢装置主要要制氢电源和电解槽组成。如图1和图2所示，图1和图2为制氢电源系统框图，制氢系统从电网取电获取能源，经过电解制氢电源装置连接到电解槽。整个系统的核心部件为电解槽和电源装置。这两个部件的效率和成本决定了系统的效率和成本。
对图1和图2简化，如图2所示。现有电解电源装置主要采用传统的晶闸管整流电源方案，该方案采用特种整流变压器、SVG、SVC、 FC补偿装置、水冷装置等，特种变压器相比常规变压器设计难度大，成本高，由此组成的电源装置投资成本高、占地面积大。同时并网谐波大(一般＞6％)、功率因数低(功率因数＜0.9)，动态调节速度慢，电网适应能力差，综合转换效率也相对较低。
中国专利实用新型CN202110937920.6公开了一种制氢电源和制氢系统，该方案采用多谐波整流变压器，通过该变压器来控制第一整流模块及第二整流模块，是一种两级变换控制方案；该方案并不是一种全控型控制方案，主要是利用补偿抬升单元进行控制，两级控制会降低控制效率,非全控型控制也必然导致控制范围及效果不佳。
亟需一种只采用一级变换进行工作，未采用变压器，可以提高电解电源的效率，降低能耗，减少碳排放；采用IGBT器件控制的变流器功率因数高，电网谐波污染小,效率高的电解制氢电源。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提出一种电解制氢电源，该电解制氢电源采用一级变换进行工作，未采用变压器，提高电解电源的效率，降低能耗，减少碳排放；采用IGBT全控方案的变流器功率因数高，入网谐波低，电网谐波污染小,效率高。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电解制氢电源，包括第一变流器单元、第二变流器单元及制氢电解槽；
所述第一变流器单元及第二变流器单元的输入端并联后连接电网；所述第一变流器单元和第二变流器单元的输出端并联后连接所述制氢电解槽；
所述第一变流器单元为一个AC/DC变流器或者N个AC/DC变流器并联，所述第二变流器单元为一个AC/DC变流器或者M个AC/DC变流器并联；其中，M≥1、N≥1。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元包括六个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括两个全控型半导体器件，分别连接直流侧的正负母线；其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥或者三相全桥整流桥, 所述闸管整流桥包括六个晶闸管；所述第二变流器单元的每一相包括两个晶闸管，分别连接直流侧的正负母线；所述三相全桥整流桥上桥由晶闸管组成，下桥由二极管组成。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第一电感、第一二极管及第一电容；所述第一IGBT器件的发射极与所述二极管的阴极及所述第一电感连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及所述直流侧的正母线连接，所述二极管的阳极与所述直流侧的负母线及所述第一电容的另一端连接。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述功率变换单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括三相全桥整流桥和与所述三相全桥整流桥输出端连接的降压型功率单元，所述三相全桥整流桥上桥由晶闸管组成，下桥由二极管组成；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第一电感、第一二极管及第一电容；所述第一IGBT器件的发射极与所述二极管的阴极及所述第一电感连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及所述直流侧的正母线连接，所述二极管的阳极与所述直流侧的负母线及所述第一电容的另一端连接。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件的集电极和所述第二IGBT器件的发射极与所述晶闸管整流桥输出端连接，所述第一IGBT器件的发射极与所述第一二极管的阴极及所述第一电感一端连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及所述直流侧的正母线连接，所述第二IGBT器件的集电极与所述第二二极管的阳极及所述第二电感一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的一端及所述直流侧的负母线连接，所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极与所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端及所述直流侧的N极连接。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一电感、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件的集电极与所述第一电容的一端和所述晶闸管整流桥输出端正极连接，所述第二IGBT器件的发射极与所述第一电容的另一端和所述晶闸管整流桥输出端负极连接，所述第一IGBT器件的发射极和第二IGBT器件的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端和所述第二电容的一端与所述直流侧的正母线连接，所述第二IGBT器件的发射极和所述第二电容的另一端与所述直流侧的负母线连接。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第三 IGBT器件、第四IGBT器件、第一电感、第二电感、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件及第二IGBT器件串联形成第一半导体器件支路，所述第三IGBT器件及第四IGBT器件串联形成第二半导体器件支路；所述第一半导体器件支路与第二半导体器件支路并联，其并联的一端与所述第一电容的一端和所述晶闸管整流桥输出端正极连接，其并联的另一端与所述第一电容的另一端和所述晶闸管整流桥输出端负极连接；所述第一IGBT器件的发射极和第二IGBT器件的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述直流侧的正母线连接，所述第三IGBT器件的发射极和第四IGBT器件的集电极与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端、所述第二IGBT器件的发射极和所述第四IGBT 器件的发射极与所述直流侧的负母线连接。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一电感、第一电容、第二电容、第三电容、原边全桥整流子单元及副边二极管整流子单元，所述第一电容及第二电容串联后与所述原边全桥整流子单元并联，所述并联的一端与所述电感的一端连接，所述并联的另一端与所述晶闸管整流桥输出端负极连接；所述第一电感的另一端与所述晶闸管整流桥输出端正极连接；所述原边全桥整流子单元包括四个mos管，所述四个mos管形成两个支路，每个支路包括两个串联的mos管；所述副边二极管整流子单元与第三电容并联，其并联的一端与所述直流侧的正母线连接，其并联的另一端与所述直流侧的负母线连接。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的T型三电平拓扑单元、与所述T型三电平拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元，所述T型三电平拓扑单元包括十二个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括四个全控型半导体器件，其中有两个全控型半导体器件分别连接直流侧的正负母线，另外两个全控型半导体器件头尾反向串联并连接直流侧的N极；其工作状态为逆变状态或者整流状态。
优选地，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的I型三电平拓扑单元、与所述I型三电平拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元，所述I型三电平拓扑单元包括十二个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括四个全控型半导体器件，其中有两个全控型半导体器件连接直流侧的正母线，另个两个全控型半导体器件连接直流侧的负母线；其工作状态为逆变状态或者整流状态。
采用上述结构之后，电解制氢电源包括第一变流器单元、第二变流器单元及制氢电解槽；所述第一变流器单元及第二变流器单元的输入端并联后连接电网；所述第一变流器单元和第二变流器单元的输出端并联后连接所述制氢电解槽；所述第一变流器单元为一个AC/DC 变流器或者N个AC/DC变流器并联，所述第二变流器单元为一个AC/DC 变流器或者M个AC/DC变流器并联；第一变流器单元及第二变流器单元分别采用全控型配置方案进行控制，该电解制氢电源采用一级变换进行工作，未采用变压器，提高电解电源的效率，降低能耗，减少碳排放；采用IGBT全控方案的变流器功率因数高，入网谐波低，电网谐波污染小,效率高。
附图说明
图1为现有技术的制氢系统框图一；
图2为现有技术的制氢系统框图二；
图3为图1及图2的简化图；
图4为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图一；
图5为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图二；
图6为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图三；
图7为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图四；
图8为本实用新型实施例二的电解制氢电源的整体结构图一；
图9为本实用新型实施例二的电解制氢电源的整体结构图二；
图10为本实用新型实施例三的电解制氢电源的整体结构图；
图11为本实用新型实施例四的电解制氢电源的整体结构图；
图12为本实用新型实施例五的电解制氢电源的整体结构图；
图13为本实用新型实施例六的电解制氢电源的整体结构图；
图14为本实用新型实施例七的电解制氢电源的整体结构图；
图15为本实用新型实施例八的电解制氢电源的整体结构图；
图16为本实用新型实施例九的电解制氢电源的整体结构图一；
图17为本实用新型实施例九的电解制氢电源的整体结构图二。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
请参阅图4，图4为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图一；
本实施例公开了一种电解制氢电源，包括第一变流器单元、第二变流器单元及制氢电解槽；所述第一变流器单元及第二变流器单元的输入端并联后连接电网；所述第一变流器单元和第二变流器单元的输出端并联后连接所述制氢电解槽；所述第一变流器单元为一个 AC/DC变流器或者N个AC/DC变流器并联，所述第二变流器单元为一个 AC/DC变流器或者M个AC/DC变流器并联；其中，M≥1、N≥1。
优选地，在本实施例中，所述第一变流器单元包括一个AC/DC 变流器1，所述第二变流器单元包括一个AC/DC变流器2。
请参阅图5，图5为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图二；优选地，在本实施例中，所述第一变流器单元包括N个AC/DC 变流器1-1、1-2、…、1-n，所述第二变流器单元包括M个AC/DC变流器2-1、2-2、…、2-n。
请参阅图6，图6为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图三；优选地，在本实施例中，所述第一变流器单元包括并联的两个AC/DC变流器1-1、1-2，所述第二变流器单元包括一个AC/DC变流器2-1。
请参阅图7，图7为本实用新型实施例一的电解制氢电源的整体结构图四；优选地，在本实施例中，所述第一变流器单元包括并联的三个AC/DC变流器1-1、1-2、1-3，所述第二变流器单元包括并联的三个AC/DC变流器2-1、2-2、2-3。
本实施例的只采用一级变换进行工作，未采用变压器，提高电解电源的效率，降低能耗，减少碳排放。
实施例二
请参阅图8及图9，图8为本实用新型实施例二的电解制氢电源的整体结构图一，图9为本实用新型实施例二的电解制氢电源的整体结构图二；
本实施例以实施例一为基础，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元包括六个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括两个全控型半导体器件，分别连接直流侧的正负母线；其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥或者三相全桥整流桥, 所述闸管整流桥包括六个晶闸管；所述第二变流器单元的每一相包括两个晶闸管，分别连接直流侧的正负母线；所述三相全桥整流桥上桥由晶闸管组成，下桥由二极管组成。
优选地，本实施例中，所述第一变流器单元还包括设置于靠近电网一侧的第一开关，所述第二变流器单元还包括设置于靠近电网一侧的第二开关。
本实施例在实施一的基础上对实施例一采用一级变换的方案进一些描述，第一变换单元采用全控型器件，制氢控制效果更好，效率更高。
实施例三
请参阅图10，图10为本实用新型实施例三的电解制氢电源的整体结构图；
本实施例以实施例一为基础，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括IGBT器件、第一电感、第一二极管及第一电容；所述IGBT器件的发射极与所述二极管的阴极及所述第一电感连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及所述直流侧的正母线连接，所述二极管的阳极与所述直流侧的负母线及所述第一电容的另一端连接。
本实施例，在采用一级变换的基础上，第二变流器单元也同样采用IGBT方案，使得变流器功率因数高，入网谐波低，电网谐波污染小,效率高，综合起来，第一变流器单元及第二变流器单元都采用全控型器件，制氢控制效果进一步提升，效率进一步提高。
实施例四
请参阅图11，图11为本实用新型实施例四的电解制氢电源的整体结构图；
本实施例以实施例一为基础，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述功率变换单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括三相全桥整流桥和与所述三相全桥整流桥输出端连接的降压型功率单元，所述三相全桥整流桥上桥由晶闸管组成，下桥由二极管组成；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第一电感、第一二极管及第一电容；所述第一IGBT器件的发射极与所述二极管的阴极及所述第一电感连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及所述直流侧的正母线连接，所述二极管的阳极与所述直流侧的负母线及所述第一电容的另一端连接。
实施例五
请参阅图12，图12为本实用新型实施例五的电解制氢电源的整体结构图；
本实施例以实施例一为基础，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件的集电极和所述第二IGBT器件的发射极与所述晶闸管整流桥输出端连接，所述第一IGBT器件的发射极与所述第一二极管的阴极及所述第一电感一端连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及所述直流侧的正母线连接，所述第二IGBT器件的集电极与所述第二二极管的阳极及所述第二电感一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的一端及所述直流侧的负母线连接，所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极与所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端及所述直流侧的N极连接。
本实施例，所述第二变流器单元在晶闸管整流桥，还采用降压型功率单元，降压型功率单元采用上下两个IGBT器件，使得第二变流器单元的调节范围更广，开关损耗更小。
实施例六
请参阅图13，图13为本实用新型实施例六的电解制氢电源的整体结构图；
本实施例以实施例一为基础，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一电感、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件的集电极与所述第一电容的一端和所述晶闸管整流桥输出端正极连接，所述第二IGBT器件的发射极与所述第一电容的另一端和所述晶闸管整流桥输出端负极连接，所述第一IGBT器件的发射极和第二IGBT器件的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端和所述第二电容的一端与所述直流侧的正母线连接，所述第二IGBT器件的发射极和所述第二电容的另一端与所述直流侧的负母线连接。
实施例七
请参阅图14，图14为本实用新型实施例七的电解制氢电源的整体结构图；
本实施例以实施例一为基础，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第三 IGBT器件、第四IGBT器件、第一电感、第二电感、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件及第二IGBT器件串联形成第一半导体器件支路，所述第三IGBT器件及第四IGBT器件串联形成第二半导体器件支路；所述第一半导体器件支路与第二半导体器件支路并联，其并联的一端与所述第一电容的一端和所述晶闸管整流桥输出端正极连接，其并联的另一端与所述第一电容的另一端和所述晶闸管整流桥输出端负极连接；所述第一IGBT器件的发射极和第二IGBT器件的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述直流侧的正母线连接，所述第三IGBT器件的发射极和第四IGBT器件的集电极与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端、所述第二IGBT器件的发射极和所述第四IGBT 器件的发射极与所述直流侧的负母线连接。
实施例八
请参阅图15，图15为本实用新型实施例八的电解制氢电源的整体结构图；
本实施例以实施例一为基础，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元；
所述降压型功率单元包括第一电感、第一电容、第二电容、第三电容、原边全桥整流子单元及副边二极管整流子单元，所述第一电容及第二电容串联后与所述原边全桥整流子单元并联，所述并联的一端与所述电感的一端连接，所述并联的另一端与所述晶闸管整流桥输出端负极连接；所述第一电感的另一端与所述晶闸管整流桥输出端正极连接；所述原边全桥整流子单元包括四个mos管，所述四个mos管形成两个支路，每个支路包括两个串联的mos管；所述副边二极管整流子单元与第三电容并联，其并联的一端与所述直流侧的正母线连接，其并联的另一端与所述直流侧的负母线连接。
本实施例，所述降压型功率单元采用原边全桥整流子单元及副边二极管整流子单元，在全控的基础上，使得第二变流器单元启动电压调节范围更广，可以从小电流启动进行调节。
实施例九
在本实施例中，所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的T型三电平拓扑单元、与所述T型三电平拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元，所述T型三电平拓扑单元包括十二个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括四个全控型半导体器件，其中有两个全控型半导体器件分别连接直流侧的正负母线，另外两个全控型半导体器件头尾反向串联并连接直流侧的N极；其工作状态为逆变状态或者整流状态。
或者所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的I型三电平拓扑单元、与所述I型三电平拓扑单元输出端连接的直流母线电容；所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元，所述I型三电平拓扑单元包括十二个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括四个全控型半导体器件，其中有两个全控型半导体器件连接直流侧的正母线，另个两个全控型半导体器件连接直流侧的负母线；其工作状态为逆变状态或者整流状态。
该电解制氢电源采用一级变换进行工作，未采用变压器，提高电解电源的效率，降低能耗，减少碳排放；采用IGBT方案的变流器功率因数高，入网谐波低，电网谐波污染小,效率高。
应当理解的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，不能因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电解制氢电源，其特征在于，包括第一变流器单元、第二变流器单元及制氢电解槽；
所述第一变流器单元及第二变流器单元的输入端并联后连接电网；所述第一变流器单元和第二变流器单元的输出端并联后连接所述制氢电解槽；
所述第一变流器单元为一个AC/DC变流器或者N个AC/DC变流器并联，所述第二变流器单元为一个AC/DC变流器或者M个AC/DC变流器并联；其中，M≥1、N≥1；
所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的全桥拓扑单元、与所述全桥拓扑单元输出端连接的直流母线电容；
所述第二变流器单元包括晶闸管整流桥和与所述晶闸管整流桥输出端连接的降压型功率单元。
2.根据权利要求1所述的电解制氢电源，其特征在于，所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第一电感、第一二极管及第一电容；所述第一IGBT器件的发射极与所述二极管的阴极及所述第一电感连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及直流侧的正母线连接，所述二极管的阳极与直流侧的负母线及所述第一电容的另一端连接。
3.根据权利要求1所述的电解制氢电源，其特征在于，所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一电感、第二电感、第一二极管、第二二极管、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件的集电极和所述第二IGBT器件的发射极与所述晶闸管整流桥输出端连接，所述第一IGBT器件的发射极与所述第一二极管的阴极及所述第一电感一端连接，所述第一电感的另一端与所述第一电容的一端及直流侧的正母线连接，所述第二IGBT器件的集电极与所述第二二极管的阳极及所述第二电感一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的一端及直流侧的负母线连接，所述第一二极管的阳极及所述第二二极管的阴极与所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端及直流侧的N极连接。
4.根据权利要求1所述的电解制氢电源，其特征在于，所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第一电感、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件的集电极与所述第一电容的一端和所述晶闸管整流桥输出端正极连接，所述第二IGBT器件的发射极与所述第一电容的另一端和所述晶闸管整流桥输出端负极连接，所述第一IGBT器件的发射极和第二IGBT器件的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端和所述第二电容的一端与直流侧的正母线连接，所述第二IGBT器件的发射极和所述第二电容的另一端与直流侧的负母线连接。
5.根据权利要求1所述的电解制氢电源，其特征在于，所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述降压型功率单元包括第一IGBT器件、第二IGBT器件、第三IGBT器件、第四IGBT器件、第一电感、第二电感、第一电容及第二电容；所述第一IGBT器件及第二IGBT器件串联形成第一半导体器件支路，所述第三IGBT器件及第四IGBT器件串联形成第二半导体器件支路；所述第一半导体器件支路与第二半导体器件支路并联，其并联的一端与所述第一电容的一端和所述晶闸管整流桥输出端正极连接，其并联的另一端与所述第一电容的另一端和所述晶闸管整流桥输出端负极连接；所述第一IGBT器件的发射极和第二IGBT器件的集电极与所述第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与直流侧的正母线连接，所述第三IGBT器件的发射极和第四IGBT器件的集电极与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端、所述第二IGBT器件的发射极和所述第四IGBT器件的发射极与直流侧的负母线连接。
6.根据权利要求1所述的电解制氢电源，其特征在于，所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元；所述全桥拓扑单元的器件全部为全控型半导体器件，其工作状态为逆变状态或者整流状态；
所述降压型功率单元包括第一电感、第一电容、第二电容、第三电容、原边全桥整流子单元及副边二极管整流子单元，所述第一电容及第二电容串联后与所述原边全桥整流子单元并联，所述并联的一端与所述电感的一端连接，所述并联的另一端与所述晶闸管整流桥输出端负极连接；所述第一电感的另一端与所述晶闸管整流桥输出端正极连接；所述原边全桥整流子单元包括四个mos管，所述四个mos管形成两个支路，每个支路包括两个串联的mos管；所述副边二极管整流子单元与第三电容并联，其并联的一端与直流侧的正母线连接，其并联的另一端与直流侧的负母线连接。
7.一种电解制氢电源，其特征在于，包括第一变流器单元、第二变流器单元及制氢电解槽；
所述第一变流器单元及第二变流器单元的输入端并联后连接电网；所述第一变流器单元和第二变流器单元的输出端并联后连接所述制氢电解槽；
所述第一变流器单元为一个AC/DC变流器或者N个AC/DC变流器并联，所述第二变流器单元为一个AC/DC变流器或者M个AC/DC变流器并联；其中，M≥1、N≥1；
所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的T型三电平拓扑单元、与所述T型三电平拓扑单元输出端连接的直流母线电容。
8.根据权利要求7所述的电解制氢电源，其特征在于，所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元，所述T型三电平拓扑单元包括十二个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括四个全控型半导体器件，其中有两个全控型半导体器件分别连接直流侧的正负母线，另外两个全控型半导体器件头尾反向串联并连接直流侧的N极；其工作状态为逆变状态或者整流状态。
9.一种电解制氢电源，其特征在于，包括第一变流器单元、第二变流器单元及制氢电解槽；
所述第一变流器单元及第二变流器单元的输入端并联后连接电网；所述第一变流器单元和第二变流器单元的输出端并联后连接所述制氢电解槽；
所述第一变流器单元为一个AC/DC变流器或者N个AC/DC变流器并联，所述第二变流器单元为一个AC/DC变流器或者M个AC/DC变流器并联；其中，M≥1、N≥1；
所述第一变流器单元包括滤波单元、与所述滤波单元连接的用于进行功率变换的I型三电平拓扑单元、与所述I型三电平拓扑单元输出端连接的直流母线电容。
10.根据权利要求9所述的电解制氢电源，其特征在于，所述滤波单元包括三相电容滤波单元及三相电感滤波单元，所述I型三电平拓扑单元包括十二个全控型半导体器件；所述第一变流器单元的每一相包括四个全控型半导体器件，其中有两个全控型半导体器件连接直流侧的正母线，另个两个全控型半导体器件连接直流侧的负母线；其工作状态为逆变状态或者整流状态。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220897087.7U CN218276085U (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种电解制氢电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202220897087.7U CN218276085U (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种电解制氢电源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN218276085U true CN218276085U (zh) | 2023-01-10 |
Family
ID=84708268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202220897087.7U Active CN218276085U (zh) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | 一种电解制氢电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218276085U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115912944A (zh) * | 2023-01-12 | 2023-04-04 | 北京雷动智创科技有限公司 | 一种电解水制氢电源、控制方法和制氢系统 |
-
2022
- 2022-04-18 CN CN202220897087.7U patent/CN218276085U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115912944A (zh) * | 2023-01-12 | 2023-04-04 | 北京雷动智创科技有限公司 | 一种电解水制氢电源、控制方法和制氢系统 |
| CN115912944B (zh) * | 2023-01-12 | 2023-07-07 | 北京雷动智创科技有限公司 | 一种电解水制氢电源、控制方法和制氢系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103178742B (zh) | 一种组合式双向dc/ac变流器拓扑结构 | |
| CN107204626A (zh) | 一种lcc‑mmc交错混合双极直流输电系统 | |
| CN203491895U (zh) | 高升压比双开关直流变换器 | |
| Shu et al. | A resonant ZVZCS DC–DC converter with two uneven transformers for an MVDC collection system of offshore wind farms | |
| CN114629142A (zh) | 一种电解制氢电源 | |
| CN102005957A (zh) | 单电源级联多电平变流器 | |
| CN115250074B (zh) | 具有谐波、纹波补偿功能的电解制氢整流器及控制方法 | |
| CN103475211A (zh) | 融合耦合电感与倍压电路的升压变换器 | |
| CN102545664A (zh) | 桥臂切换多电平换流器 | |
| CN202455253U (zh) | 一种桥臂切换多电平换流器 | |
| CN107994801A (zh) | 一种级联型单级双向dc-ac变流器拓扑结构 | |
| CN218416194U (zh) | 制氢电源及制氢系统 | |
| CN111478573A (zh) | 适用于单三相电网的功率因素调整架构及其控制方法 | |
| CN218276085U (zh) | 一种电解制氢电源 | |
| CN111900886B (zh) | 一种柔性直流输电换流器 | |
| CN105553271A (zh) | 一种三相直流变换器的控制方法 | |
| CN212033777U (zh) | 一种改进的非隔离型光伏逆变器装置 | |
| CN108832817A (zh) | 一种减少燃料电池低频电流纹波的功率变换控制器及方法 | |
| CN108809102A (zh) | 一种减少输入燃料电池低频电流纹波的功率变换系统 | |
| CN102237824A (zh) | 一种光伏逆变器 | |
| CN218040815U (zh) | 具有四桥臂mmc结构的光伏并网装置 | |
| CN103269174A (zh) | 一种低共模电压的单相光伏并网逆变器 | |
| CN110061645A (zh) | 一种电容缩减的高压柔性直流装置 | |
| CN213426026U (zh) | 一种基于柔性切换的光伏并网逆变器 | |
| CN107994770A (zh) | 具有串联多级开关感容网络的单级电流型变换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |