五芯柱中性點有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器的制造方法
【專利摘要】五芯柱中心點有續(xù)流管的雙三相全控橋整流器，它由1個初級星連接，次級雙星形連接的三相五芯柱整流變壓器、2個濾波電感、4個二極管、12個晶閘管及其觸發(fā)電路組成兩個中心點有2個續(xù)流管的三相全控橋整流并聯(lián)輸出，12個晶閘管有兩個控制角α1和α2(α1≠α2)，兩個控制角既能調(diào)節(jié)輸出直流電壓又能調(diào)節(jié)功率因數(shù)或諧波，用它設計制造輸出700V，100KA大功率直流電弧爐電源，比我國從法國CEGELEC公司引進的700V，100KA電弧爐電源具有更高的技術(shù)性能指標。它可廣泛用于直流電弧爐、電解、電鍍、等大功率整流器，有很好的經(jīng)濟和社會效益。
【專利說明】 五芯柱中性點有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器
[0001][一]【技術(shù)領域】本設計涉及中性點有續(xù)流管和五芯柱整流變壓器的全控橋整流器。
[0002][ 二 ]【背景技術(shù)】現(xiàn)有用來制造三相全控橋整流器僅有五種電路，第一種是由6個晶閘管組成的三相全控控橋整流電路；第二種是巴巴特發(fā)明的整流變壓次級繞組中性點有I個續(xù)流管的三相全控橋整流電路:第三種是整流變壓器次級繞組中性點有2個續(xù)流管的三相全控樣整流電路，第四種是同一發(fā)明人發(fā)明的有平衡電抗器的三相全控橋整流電路。第五種是同一發(fā)明人發(fā)明的有平衡電抗器的三相復式全控橋整流電路。前三種三相全控橋整流電路沒有帶平衡電抗器，后二種三相全控橋整流電路有平衡電抗器。
[0003]{三}
【發(fā)明內(nèi)容】
本實用新型目的在于:1)簡化上述第四種三相全控橋整流器的結(jié)構(gòu)，取消平衡電抗器，但又達到相同的效果。2)為了擴大輸出電流、提高功率因數(shù)和減少電網(wǎng)側(cè)諧波電流。
[0004]為了實現(xiàn)第一個目的，本設計采用I個初、次級繞組星形連接的五芯柱三相整流變壓器，替代同一發(fā)明人發(fā)明的有平衡電抗器的三相全控橋整流電路中的初級繞組三角形連接、次級星形連接的三芯柱三相整流變壓器。就可取消上述第四種電路中的平衡電抗器而達到相同效果，從而使電路結(jié)構(gòu)簡化成有2個續(xù)流管的三相全控橋整流電路。其原理與采用五芯柱初、次級星形連接的六相半波整流電路，體代三芯柱初級繞組三角形連接，次級繞組星形連接有平衡電抗器的六相半波整流電路有相同效果的作用相類同。為了實現(xiàn)第二個目的，本設計采用一臺五芯柱三相整流變壓器，初級3個繞組星形連接，次級6個繞組雙星形連接，2個星形繞組的中性點連接有2個續(xù)流管，2個星形繞組端頭連接有6個晶閘管組成三相全控橋整流串聯(lián)電感濾波的整流器。2個次級星形中心點有續(xù)流管的三相全控橋并聯(lián)輸出就可采用特殊移相控制達到比單個電路更高的功率因數(shù)，這它稱為:高功率因數(shù)五芯柱中性點有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器電源。為了進一步增大功率，用于萬安到數(shù)十萬安的直流電弧爐、大型電解、等電源，還可采用上述中性點有續(xù)流管的更多并聯(lián)的三相全控橋整流器。
[0005]本設計的五芯柱中性點有續(xù)流管的雙并三相橋式全控整流電源，它由五芯柱整流變壓器(B)、2個濾波電感(L1、L2)、4個二極管(Dl?D4)、12個晶閘管(VI?V12)及其觸發(fā)電路組成，其特征在于:五芯柱整流變壓器(B)的3個初級繞組(A1、B1、C1)星形連接，6個次級繞組(a、b、c和a'、b'、c')連接成雙星形,第一次級星形繞組(a、b、c)與濾波電感(LI)、2個二極管(Dl、D2)、6個晶閘管(VI?V6)連接成I個中性點有2個續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，整流器輸出正端(I)與濾波電感(LI) 一端連接，濾波電感(LI)另一端(III)與I個二極管(Dl)陰極、3個晶閘管(VI?V3)的陰極五點連接，整流電源輸出負端(II)與另I個二極管(D2)陽極、另3個晶閘管(V4?V6)的陽極五點連接，2個二極管(D1、D2)另一端與次級繞組中心點(O)三點連接，6個晶閘管(VI?V6)另一端分別與次級星形繞組3個端(a、b、c)連接成三相橋式整流，第二次級星形繞組(a'、W、c')與濾波電感(L2)、2個二極管(D3、D4)、6個晶閘管(V7?V12)連接連接方法與上述相同，構(gòu)成第二個中性點有2個續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，2個中性點有續(xù)流管的三橋全控橋串聯(lián)濾波電感的整流器并聯(lián)輸出，構(gòu)成一個五芯柱中心性有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器。6個晶閘管(VI~V3和VlO~V12)的觸發(fā)角(α I)與另6個晶閘管(V4~V9)的觸發(fā)角(α 2)相位不相等(α I古α 2)。
[0006][四]【專利附圖】

【附圖說明】附圖1是五芯柱中性點有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器電路原理圖。它由2個相同的中性點有續(xù)流管的三相全控橋整流器并聯(lián)輸出，并使用同一個五芯柱整流變壓器，3個初級繞組星形連接，次級6個繞組連接成雙星形。
[0007][五]【具體實施方式】附圖1是五芯柱中心點有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器電路原理圖。由附圖1可知:三相整流變壓器(B)是3個初級繞組(A1、B1、C1)星形連接，6個次級繞組(a、b、c和a'、b'、c')連接成雙星形,上面I個級星形繞組(a、b、c)與濾波電感(LI)、2個二極管(Dl、D2)、6個晶閘管(VI~V6)連接成I個中性點有2個續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器。下面I個級星形繞組(a'、b'、c')與濾波電感(L2)、2個二極管(D3、D4)、6個晶閘管(V7~V12)連接成另I個中性點有續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器。2個整流器并聯(lián)輸出，構(gòu)成一個五芯柱中心性有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器。
[0008]由于三相橋式線電壓整流電壓和2個三相相電壓整流電壓在相位上相差30度，因此，當三相橋式全控整流電路線電路的控制角由最小值到最大值調(diào)節(jié)時，相控整流電路的輸出兩端(II1、II)的輸出電壓瞬時值的包絡線，就只有三相線電壓橋式整流的瞬時值，逐漸向前面部分是三相線電壓橋式整流電壓的瞬時值，后面部分是2個三相相電壓半波整流(D2、V1~V3和D1、VV4~V6)電壓瞬時值過度，最后過度到輸出2端只有2個三相相電壓半波整流輸出電壓瞬時值這樣一個過程。又由于整流變壓器是初級繞組星形連接的五芯柱三相整流變壓器，它對上述次級繞組2個三相半波整流能起到有帶平衡電抗器的作用，使繞組和器件的導通角度增大2倍，提高了繞組和器件的利用率，減少了損耗，簡化了電路結(jié)構(gòu)，與同一發(fā)明的第四 種有平衡電抗器中性桌有續(xù)流管的三相全控橋電路要先進得多，它是更具實用價值的重大基礎相控整流電路發(fā)明。發(fā)明之所以稱它為重大基礎電路的發(fā)明，因為:一方面它可廣泛用于制造大功率三相橋式整流器，另一方面它可與次級繞組三角形連接的三相全控橋整流器相結(jié)合制造輸出電壓更大、諧波更少的整流器；，它還可次級2個星繞組中性點有續(xù)流管的三相全控橋整流器并聯(lián)輸出的整流器。
[0009]為了使這種整流器獲得高功率因數(shù)，使2個整流器所產(chǎn)生的諧波在五芯柱整流變壓器能抵消一部分，本整流器采用特殊的移相觸發(fā)電路:圖上6個晶閘管(VI~V3和VlO~V12)的觸發(fā)角(α I)與另6個晶閘管(V4~V9)的觸發(fā)角(α 2)相位不相等(α I古α 2)。整流器的直流輸出電壓是2個觸發(fā)角(α?、α2)的函數(shù)，就是說對應于I個直流輸出電壓有多個α?和α 2觸發(fā)角可以選擇,這就為提高功率因數(shù)創(chuàng)造新條件,差角α = α 1-α 2,在α變動20°時，5次諧波移動100°，而7次諧波移動140°，對每次諧波來說，總有一個α?和α 2值使這次諧波相抵消，就可選擇抵消諧波電流的方法來提高功率因數(shù)。因此，這種整流器除采用傳統(tǒng)直流輸出電壓控制方法之外，還多了一個選擇提高功率因數(shù)的控制方法。使整流器達到單個中性點有續(xù)流管的三相全控橋電路的整流器無法達到的目的，使整流器獲得最佳性能。我國從法國CEGELEC公司引進的700伏，100ΚΑ直流電弧爐電源就是采用這種特殊觸發(fā)電路獲得高功率因數(shù)(0.94)、少電流諧波的高性能電源，不但可以不使用高壓整流變壓初級抽頭和轉(zhuǎn)換開關預調(diào)壓，還不用動態(tài)無功補償，降低整整流變壓器的容量20%而獲得一致好評。本實用新型與法國CEGELEC公司引進的電弧爐整流器的區(qū)別:1)本發(fā)明用三相五芯柱鐵心，體代引進的三芯柱鐵芯。2)整流變壓器3個初級繞組星形連接體代引進的3個初級繞組三角形連接，其它電路連接和觸發(fā)方式完全相同，但本實用新型次級繞組和器件的導通時間和利用率遠高于法國引進的整流器。因此，本沒計是在同一發(fā)明人發(fā)明的五芯柱中性點有續(xù)流管的三相全控橋電路上，消化、吸收法國公司直流電弧爐電源技術(shù)再創(chuàng)新的原創(chuàng)成果，可廣泛用于直流電弧爐電源、電解、電鍍、電化等整流器電源，有很好的經(jīng)濟和社會效益。
【權(quán)利要求】
1.五芯柱中性點有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器，它由五芯柱整流變壓器(B)、2個濾波電感(L1、L2)、4個二極管(Dl?D4)、12個晶閘管(VI?V12)及其觸發(fā)電路組成，其特征在于:五芯柱整流變壓器(B)的3個初級繞組(A1、B1、C1)星形連接，6個次級繞組(a、b、c和a'、b'、c')連接成2個星形,第一次級星形繞組(a、b、c)與濾波電感(LI)、2個二極管(D1、D2)、6個晶閘管(VI?V6)連接成I個中性點有2個續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，整流器輸出正端(I)與濾波電感(LI) 一端連接，濾波電感的另一端(III)與I個二極管(Dl)陰極、3個晶閘管(VI?V3)的陰極五點連接，整流電源輸出負端(II)與另I個二極管(D2)陽極、另3個晶閘管(V4?V6)的陽極五點連接，2個二極管(D1、D2)另一端與次級繞組中心點(O)三點連接，6個晶閘管(VI?V6)另一端分別與次級星形繞組3個端(a、b、c)連接三相橋式整流,第二次級星形繞組(a'、b'、c')與濾波電感(L2)、2個二極管(D3、D4)、6個晶閘管(V7?V12)連接連接方法與上述相同，構(gòu)成第二個中性點有2個續(xù)流管的三相全控橋串聯(lián)電感濾波的整流器，2個中性點有續(xù)流管的三橋全控橋串聯(lián)濾波電感的整流器并聯(lián)輸出構(gòu)成一個五芯柱中心性有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五芯柱中性點有續(xù)流管的雙并三相全控橋整流器，其特征在于:6個晶閘管(VI?V3和VlO?V12)的觸發(fā)角(α I)與另6個晶閘管(V4?V9)的觸發(fā)角(α 2)相位不相等(α I古α 2)。
【文檔編號】H02M1/12GK203813684SQ201420122180
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】龔秋聲 申請人:龔秋聲