CN220527903U - 一种电解制氢电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电解制氢电源,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元,变流器单元输出连接电解槽输入;所述变流器单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6;该电解制氢电源可以提高电解电源的效率,有效地降低电源输出电压,降低电解槽能耗,进一步提高制氢系统效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解制氢技术领域,尤其涉及一种电解制氢电源。
背景技术
电解槽能耗是制氢产业优化的重点,相同容量下,低压、大电流的电解槽能耗更低,因此对制氢电源的需求发展方向为低压、大电流。现在技术的电解制氢电源方案如图1所示,为一级拓扑方案(AC/DC),PFC都为升压型拓扑,其变流器单元如图2所示,电源输出电压较高,不利于电解制氢电源低压化,使得电解电源的效率低,由于输出电压过高使得电解槽能耗过高,限制了制氢系统的整体效率。
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,该电解制氢电源可以提高电解电源的效率,有效地降低电源输出电压,降低电解槽能耗,进一步提高制氢系统效率。
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种电解制氢电源,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元,变流器单元输出连接电解槽输入;
所述变流器单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6;
所述第一二极管D1、第二二极管D2及第三二极管D3的一端连接第一电感L1的一端,第一电感L1的二端连接电源输出负极及母线电容负极,所述第一二极管D1的二端连接第一IGBT器件Q1的集电极,所述第二二极管D2的二端连接第二IGBT器件Q2的集电极,所述第三二极管D3的二端连接第三IGBT器件Q3的集电极,所述电源U端连接所述第一IGBT器件Q1的发射极及第四二极管D4的一端,所述电源V端连接所述第二IGBT器件Q2的发射极及第五二极管D5的一端,所述电源W端连接所述第三IGBT器件Q3的发射极及第六二极管D6的一端,所述第四二极管D4的二端连接所述第四IGBT器件Q4的集电极,所述第五二极管D5的二端连接所述第五IGBT器件Q5的集电极,所述第六二极管D6的二端连接所述第六IGBT器件Q6的集电极,所述第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6的发射极连接电源输出正极及母线电容正极。
优选地,所述第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6均为逆阻型IGBT。
优选地,所述第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6均为不带续流二极管的IGBT。
优选地,所述电解制氢电源还包括第二电感L2,所述第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6的发射极通过第二电感L2连接电源输出正极及母线电容正极。
优选地,所述三相开关为隔离开关或断路器。
为解决上述技术问题,本实用新型还公开了一种电解制氢电源
,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元;变流器单元输出连接电解槽输入;
所述变流器单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感、第五电感及第六电感;
所述第一二极管D1的一端连接第一电感L1的二端,所述第二二极管D2的一端连接第二电感L2的二端,所述第三二极管D3的一端连接第三电感L3的二端,所述第一电感L1、第二电感L2及第三电感L3的一端连接电源输出负极及母线电容C负极,所述第一二极管D1的二端连接第一IGBT器件Q1的集电极,所述第二二极管D2的二端连接第二IGBT器件Q2的集电极,所述第三二极管D3的二端连接第三IGBT器件Q3的集电极,所述电源U端连接所述第一IGBT器件Q1的发射极及第四二极管D4的一端,所述电源V端连接所述第二IGBT器件Q2的发射极及第五二极管D5的一端,所述电源W端连接所述第三IGBT器件Q3的发射极及第六二极管D6的一端,所述第四二极管D4的二端连接所述第四IGBT器件Q4的集电极,所述第五二极管D5的二端连接所述第五IGBT器件Q5的集电极,所述第六二极管D6的二端连接所述第六IGBT器件Q6的集电极,所述第四IGBT器件Q4的发射极连接第四电感L4的一端,所述第五IGBT器件Q5的发射极连接第五电感L5的一端,所述第六IGBT器件Q6的发射极连接第六电感L6的一端,所述第四电感L4、第五电感L5及第六电感L6的二端连接电源输出正极及母线电容正极。
优选地,所述第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3为分立电感,或者所述第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3为三相耦合电感;所述第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6为分立电感,或者所述第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6为三相耦合电感。
优选地,所述三相开关为隔离开关或断路器。
采用上述结构之后,电解制氢电源,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元,变流器单元输出连接电解槽输入;所述变流器单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6;所述第一二极管D1、第二二极管D2及第三二极管D3的一端连接第一电感L1的一端,第一电感L1的二端连接电源输出负极及母线电容负极,所述第一二极管D1的二端连接第一IGBT器件Q1的集电极,所述第二二极管D2的二端连接第二IGBT器件Q2的集电极,所述第三二极管D3的二端连接第三IGBT器件Q3的集电极,所述电源U端连接所述第一IGBT器件Q1的发射极及第四二极管D4的一端,所述电源V端连接所述第二IGBT器件Q2的发射极及第五二极管D5的一端,所述电源W端连接所述第三IGBT器件Q3的发射极及第六二极管D6的一端,所述第四二极管D4的二端连接所述第四IGBT器件Q4的集电极,所述第五二极管D5的二端连接所述第五IGBT器件Q5的集电极,所述第六二极管D6的二端连接所述第六IGBT器件Q6的集电极,所述第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6的发射极连接电源输出正极及母线电容正极;该电解制氢电源可以提高电解电源的效率,有效地降低电源输出电压,降低电解槽能耗,进一步提高制氢系统效率。
附图说明
图1为现有技术的电解制氢电源的整体系统图;
图2为现有技术的电解制氢电源的变流器单元的电路图;
图3为本实用新型的电解制氢电源的整体系统图;
图4为本实用新型实施例一的电解制氢电源的变流器单元的电路图;
图5为本实用新型实施例二的电解制氢电源的变流器单元的电路图一;
图6为本实用新型实施例三的电解制氢电源的变流器单元的电路图;
图7为本实用新型实施例四的电解制氢电源的变流器单元的电路图。
图8为本实用新型实施例二的电解制氢电源的变流器单元的电路图二。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白,以下结合附图和实施例,对本申请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以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
请参阅图3及图4,图3为本实用新型的电解制氢电源的整体系统图,图4为本实用新型实施例一的电解制氢电源的变流器单元的电路图;
本实施例公开了一种电解制氢电源,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元10,变流器单元10输出连接电解槽20输入;
变流器单元10包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6;
所述第一二极管D1、第二二极管D2及第三二极管D3的一端连接第一电感L1的一端,第一电感L1的二端连接电源输出负极及母线电容负极,所述第一二极管D1的二端连接第一IGBT器件Q1的集电极,所述第二二极管D2的二端连接第二IGBT器件Q2的集电极,所述第三二极管D3的二端连接第三IGBT器件Q3的集电极,所述电源U端连接所述第一IGBT器件Q1的发射极及第四二极管D4的一端,所述电源V端连接所述第二IGBT器件Q2的发射极及第五二极管D5的一端,所述电源W端连接所述第三IGBT器件Q3的发射极及第六二极管D6的一端,所述第四二极管D4的二端连接所述第四IGBT器件Q4的集电极,所述第五二极管D5的二端连接所述第五IGBT器件Q5的集电极,所述第六二极管D6的二端连接所述第六IGBT器件Q6的集电极,所述第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6的发射极连接电源输出正极及母线电容正极。
实施例二
请参阅图5,图5为本实用新型实施例二的电解制氢电源的变流器单元的电路图;
本实施例以实施例一为基础,在本实施例中,
所述第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6均为逆阻型IGBT,如图5所示。
或者所述第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6均为不带续流二极管的IGBT,如图8所示。
实施例三
请参阅图6,图6为本实用新型实施例三的电解制氢电源的变流器单元的电路图;
本实施例以实施例二为基础,在本实施例中,
所述电解制氢电源还包括第二电感L2,所述第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6的发射极通过第二电感L2连接电源输出正极及母线电容正极。
在本实施中,优选的所述三相开关为隔离开关或断路器。
实施例四
请参阅图7,图7为本实用新型实施例四的电解制氢电源的变流器单元的电路图;
本实施例公开了一种电解制氢电源,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元;变流器单元输出连接电解槽输入;
所述变流器单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感、第五电感及第六电感;
所述第一二极管D1的一端连接第一电感L1的二端,所述第二二极管D2的一端连接第二电感L2的二端,所述第三二极管D3的一端连接第三电感L3的二端,所述第一电感L1、第二电感L2及第三电感L3的一端连接电源输出负极及母线电容C负极,所述第一二极管D1的二端连接第一IGBT器件Q1的集电极,所述第二二极管D2的二端连接第二IGBT器件Q2的集电极,所述第三二极管D3的二端连接第三IGBT器件Q3的集电极,所述电源U端连接所述第一IGBT器件Q1的发射极及第四二极管D4的一端,所述电源V端连接所述第二IGBT器件Q2的发射极及第五二极管D5的一端,所述电源W端连接所述第三IGBT器件Q3的发射极及第六二极管D6的一端,所述第四二极管D4的二端连接所述第四IGBT器件Q4的集电极,所述第五二极管D5的二端连接所述第五IGBT器件Q5的集电极,所述第六二极管D6的二端连接所述第六IGBT器件Q6的集电极,所述第四IGBT器件Q4的发射极连接第四电感L4的一端,所述第五IGBT器件Q5的发射极连接第五电感L5的一端,所述第六IGBT器件Q6的发射极连接第六电感L6的一端,所述第四电感L4、第五电感L5及第六电感L6的二端连接电源输出正极及母线电容正极。
所述第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3为分立电感,或者所述第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3为三相耦合电感;所述第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6为分立电感,或者所述第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6为三相耦合电感。
在本实施中,优选的所述三相开关为隔离开关或断路器。
该电解制氢电源可以提高电解电源的效率,有效地降低电源输出电压,降低电解槽能耗,进一步提高制氢系统效率。
以上参照附图说明了本申请的优选实施例,并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请的权利范围之内。
Claims (8)
1.一种电解制氢电源,其特征在于,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元,变流器单元输出连接电解槽输入;
所述变流器单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6;
所述第一二极管D1、第二二极管D2及第三二极管D3的一端连接第一电感L1的一端,第一电感L1的二端连接电源输出负极及母线电容负极,所述第一二极管D1的二端连接第一IGBT器件Q1的集电极,所述第二二极管D2的二端连接第二IGBT器件Q2的集电极,所述第三二极管D3的二端连接第三IGBT器件Q3的集电极,所述电源U端连接所述第一IGBT器件Q1的发射极及第四二极管D4的一端,所述电源V端连接所述第二IGBT器件Q2的发射极及第五二极管D5的一端,所述电源W端连接所述第三IGBT器件Q3的发射极及第六二极管D6的一端,所述第四二极管D4的二端连接所述第四IGBT器件Q4的集电极,所述第五二极管D5的二端连接所述第五IGBT器件Q5的集电极,所述第六二极管D6的二端连接所述第六IGBT器件Q6的集电极,所述第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6的发射极连接电源输出正极及母线电容正极。
2.根据权利要求1所述的电解制氢电源,其特征在于,所述第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6均为逆阻型IGBT。
3.根据权利要求1所述的电解制氢电源,其特征在于,所述第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6均为不带续流二极管的IGBT。
4.根据权利要求2所述的电解制氢电源,其特征在于,所述电解制氢电源还包括第二电感L2,所述第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5及第六IGBT器件Q6的发射极通过第二电感L2连接电源输出正极及母线电容正极。
5.根据权利要求3所述的电解制氢电源,其特征在于,所述三相开关为隔离开关或断路器。
6.一种电解制氢电源,其特征在于,包括变流器单元及制氢电解槽,所述电解制氢电源输入为电网或风力发电机,输入电源连接三相开关,三相开关输出连接变流器单元;变流器单元输出连接电解槽输入;
所述变流器单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第四电感、第五电感及第六电感;
所述第一二极管D1的一端连接第一电感L1的二端,所述第二二极管D2的一端连接第二电感L2的二端,所述第三二极管D3的一端连接第三电感L3的二端,所述第一电感L1、第二电感L2及第三电感L3的一端连接电源输出负极及母线电容C负极,所述第一二极管D1的二端连接第一IGBT器件Q1的集电极,所述第二二极管D2的二端连接第二IGBT器件Q2的集电极,所述第三二极管D3的二端连接第三IGBT器件Q3的集电极,所述电源U端连接所述第一IGBT器件Q1的发射极及第四二极管D4的一端,所述电源V端连接所述第二IGBT器件Q2的发射极及第五二极管D5的一端,所述电源W端连接所述第三IGBT器件Q3的发射极及第六二极管D6的一端,所述第四二极管D4的二端连接所述第四IGBT器件Q4的集电极,所述第五二极管D5的二端连接所述第五IGBT器件Q5的集电极,所述第六二极管D6的二端连接所述第六IGBT器件Q6的集电极,所述第四IGBT器件Q4的发射极连接第四电感L4的一端,所述第五IGBT器件Q5的发射极连接第五电感L5的一端,所述第六IGBT器件Q6的发射极连接第六电感L6的一端,所述第四电感L4、第五电感L5及第六电感L6的二端连接电源输出正极及母线电容正极。
7.根据权利要求6所述的电解制氢电源,其特征在于,所述第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3为分立电感,或者所述第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3为三相耦合电感;所述第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6为分立电感,或者所述第四电感L4、第五电感L5和第六电感L6为三相耦合电感。
8.根据权利要求7所述的电解制氢电源,其特征在于,所述三相开关为隔离开关或断路器。
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Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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