专利名称：一种n相桥式功率整流电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及整流电源，尤其是涉及调速装置用桥式功率整流电源。
背景技术：
在调速装置中三相桥式功率整流电源得到了广泛的应用，三相桥式整流单元一般直接靠三相电网供电，交涉电网的相电压值为U，整流电源输出的直流电压有6次脉动，阻性负载时，峰值时lu，谷值与峰值之比等于cOS30° = 0. 866。如果整流电源的相数N = 6、9....等，则输出电压峰值为2V^Ucos(90°/A0，谷值与峰值之比等于COS (90° /N)。在N = 6或9时，cos(90° /N) = 0. 966或0. 985已经很接近于1。这种N更大的功率整流电源，目前靠多重化的向N/3组三相桥式整流单元供电来解决；亦即靠一个三相变压器不同接法的副边来取得N/3组隔离的三相电源。他们的线电压值相等。相位则错开90° /N。而得到多重化供电的N/3组三相桥式整流单元的输出并联，或者正向串联。输出并联时各组桥式三相整流单元输出电流相差较大，优选地N/3值为 2或3。上述N更大的功率整流电源的直流输出电压值不限。因为变压器原副边的匝数比可以选择。但这样一来整流电源输出的功率全经过变压器传送，变压器的视在容量一定大于整流电源的输出功率，即λ >1。变压器的视在容量大，体积、重量、成本、传输损耗相应也就比较大。
实用新型内容本实用新型目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供了一种N相桥式功率整流电源，采用三相电网直接给其中一组三相桥式整流单元供电，以及三相变压器副边给其余组三相桥式整流单元供电，使得整流电源输出功率部分经过三相变压器传送，以减小三相变压器的视在容量。为实现上述目的，本实用新型提供了一种N相桥式功率整流电源，由Ν/3组三相桥式整流单元和一个三相变压器接成，Ν/3组三相桥式整流单元的输出并联，其中，一组三相桥式整流单元由三相电网直接供电，其余组三相桥式整流单元由三相变压器副边供电，其中N取值为3的整数倍且大于等于6。Ν/3组三相桥式整流单元的输出并联时，各组三相桥式整流单元输出电流相差较大，优选地N取值为6或9。当N取值为6时，相应地桥式功率整流电源中有2组三相桥式整流单元，三相变压器的原边由三相电网ABC供电，另一组三相桥式整流单元由三相变压器副边AlB IC 1供电，三相变压器共有6个线圈，原边绕组和副边绕组分别接成三角形和星形，或分别接成星形和三角形，三相变压器的视在容量与整流电源输出功率之比为λ =0.5。当N取值为9时，相应地桥式功率整流电源中有3组三相桥式整流单元，三相变压器的原边由相电压值为U的三相电网ABC供电，另两组三相桥式整流单元分别由三相变压器两副边AlBlCl和A2B2C2供电，三相变压器共有15或12个线圈，原边绕组接成三角形或星形，两组副边输出的相电压值为U，相位比三相电网ABC的相电压前移或后移40°，三相变压器的原边视在功率与整流电源输出功率之比为2 (1-COS40° )/3。副边绕组有三种接法，与三相电网ABC自耦，变压器视在容量与整流电源输出功率之比小于0. 362。原边绕组接成三角形，三相变压器共有15个线圈，在三相电网ABC的基础上各串加一个由两个串联线圈所提供的相电压后，得到三相电源A0B0C0，两个串联线圈上的电压值都为U (l-cos40° ) /71，三相电源々(《00)的相电压值为此0840°，相位与三相电网 ABC的相电压相同；在三相电源A0B0C0与副边AlBlCl和副边A2B2C2间串加一个线圈，该线圈电压为，相位与三角形ABC角的对边相同，三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比λ =[(l-cos40°)+cos40。(l-cos40°)2/V3+sin40°]/3=0. 361。原边绕组接成星形，三相变压器共有15个线圈，在三相电网ABC与副边 AlBlCl和副边A2B2C2间串加一个由两个串联线圈提供的电压，一个线圈的电压值为 U[l-2 ( sin20° ) /VJ]，另一个线圈的电压值为U[2 (Sin40° + Sin20°) /VJ-1]，三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比λ =[ ( 1- cos 40° )+2 (sin 40°)/λ/3]/3=0. 3260原边绕组接成星形，三相变压器共有12个线圈，在三相电网ABC的基础上各串加一个线圈，该线圈电压与电网相电压相位相同，电压值为U[COS40° + (Sin40°)/V5"-l]， 可得到三相电源A0B0C0，三相电源A0B0C0的相电压值为U [ COS40° + (sin40°) / ▲]， 相位与ABC电网的相电压相同；在A0B0C0与AlBlCl和A2B2C2间串有相电压值为U(sin40°)/々的线圈；三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比为入=[(l-cos40。)+ ( cos40。+ sin40。)cos40。+2 (sin40。)/VJ]/3=0. 360。进一步地，为消除整流电源带载时由变压器漏抗产生的影响，可以在直接由三相电网供电的那组三相桥式整流单元的三个入口上分别串一个交流电抗器，三个交流电抗器的规格相同，电抗值与其余组三相桥式整流单元入口上的变压器漏抗值相等。本实用新型提供的N相桥式功率整流电源，采用三相电网直接给其中一组三相桥式整流单元供电，以及三相变压器副边给其余组三相桥式整流单元供电，使得整流电源输出功率部分经过三相变压器传送，以减小三相变压器的视在容量；并通过对三相变压器副边采用适当接法，进一步地减小三相变压器的视在容量，同时变压器的接法简单，线圈个数较少；进一步地，在直接由三相电网供电的那组三相桥式整流单元的入口串交流电抗器，以消除整流电源带载时由变压器漏抗产生的影响。
图1为本实用新型九相桥式功率整流电源示意图；图2本实用新型九相桥式功率整流电源中三相变压器的一种接法；图3本实用新型九相桥式功率整流电源中三相变压器的另一种接法；图4本实用新型九相桥式功率整流电源中三相变压器的再一种接法。
具体实施方式
[0020]本实用新型在计算分析变压器视在容量和整流电源输出功率时，为理想状态。略去了变压器原边空载电流和副边漏抗的压降，同时认定各相是对称的，各相交流电源的电压和输出电流都相等，且电流的相位与相电压一致。变压器视在容量等于变压器原副边绕组总视在功率的一半，直接与变压器的体积，重量和成本有关。本实用新型在判断变压器视在容量时，采用变压器视在容量与整流电源输出功率之比λ做指标，实验和操作起来较为方便。本实用新型提供了一种N相桥式功率整流电源，由Ν/3组三相桥式整流单元和一个三相变压器接成，Ν/3组三相桥式整流单元的输出并联，其中，一组三相桥式整流单元由三相电网直接供电，其余组三相桥式整流单元由三相变压器副边供电，其中N取值为3的整数倍且大于等于6。N取值为9，图1显示的是九相桥式功率整流电源示意图。三相桥式整流单元Ul由三相电网直接供电，三相桥式整流单元U2和三相桥式整流单元U3由三相变压器副边供电，三相桥式整流单元U1、U2、U3的输出并联连接负载。N/3组三相桥式整流单元的输出并联时，各组三相桥式整流单元输出电流相差较大，优选地N取值为6或9。当N取值为6时，N相桥式功率整流电源为6相桥式功率整流电源，相应地桥式功率整流电源中有2组三相桥式整流单元，2组三相桥式整流单元的输出并联，一组三相整流单元和三相变压器的原边由相电压值为U的三相电网ABC供电，另一组三相桥式整流单元由三相变压器副边AlBlCl供电，变压器原副边绝缘，线电压的变比为1，相位错开30°整流电源输出电压的峰值为2^Ucosl5°，谷值与峰值之比等于cosl5°。原边绕组和副边绕组分别接成三角形和星形，或分别接成星形和三角形，三相变压器的视在容量与整流电源输出功率之比为λ =0.5。三相变压器共有6个线圈。当N取值为9时，N相桥式功率整流电源为九相桥式功率整流电源，相应地桥式功率整流电源中有3组三相桥式整流单元，3组三相桥式整流单元的输出并联，一组三相整流单元和三相变压器的原边由相电压值为U的三相电网ABC供电，另两组三相桥式整流单元分别由三相变压器两副边AlBlCl和A2B2C2供电，两组副边输出的相电压值为U，相位比三相电网ABC的相电压前移或后移40°，整流电源输出电压的峰值为2 V^f/coslO °，谷值与峰值之比等于coslO。。原边绕组接成三角形或星形，三相变压器的原边视在功率与整流电源输出功率之比为2(1-COS40° )/3。三相变压器共有15或12个线圈。副边绕组有三种接法，与三相电网ABC自耦，变压器视在容量与整流电源输出功率之比小于0. 362。图2为九相桥式功率整流电源中三相变压器的一种接法。虚线表示变压器的原边绕组，原边绕组接成三角形，在三相电网ABC的基础上各串加一个由两个串联线圈所提供的相电压后，得到三相电源A0B0C0，两个串联线圈上的电压值都为U (l-cos40°) /S, 三相电源A0B0C0的相电压值为UcOS40°，相位与三相电网ABC的相电压相同；在三相电源A0B0C0与副边AlBlCl和副边A2B2C2间分别串加一个线圈，该线圈电压为U sin 40°，相位与三角形ABC的对边相同，三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比 λ =[(1- cos40° )+ cos40。(l-cos40。)2/vj + sin40。]/3=0· 361。此时三相变压器共有 15 个线圈。图3为九相桥式功率整流电源中三相变压器的另一种接法。虚线表示变压器的原边绕组，原边绕组接成星形，在三相电网ABC与副边AlBlCl和副边A2B2C2间串加一个由两个串联线圈提供的电压，一个线圈的电压值为U[l_2 (sin20°)/V^]，另一个线圈的电压值为U[2(Sin40° + Sin20°)/VJ-l]，三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比 λ=[ (l-cos40° ) +2(sin40°)/V^]/3=0· 326。此时三相变压器共有 15 个线圈。图4为九相桥式功率整流电源中三相变压器的再一种接法。虚线表示变压器的原边绕组，原边绕组接成星形，在三相电网ABC的基础上各串加一个线圈，该线圈电压与电网相电压相位相同，电压值为U [ cos 40° + (sin40°)/V3-l]，可得到三相电源A0B0C0，三相电源A0B0C0的相电压值为11[0)840° + (如40°)/71]，相位与ABC电网的相电压相同；在 A0B0C0与AlBlCl和A2B2C2间串有相电压值为U ( sin40°) /力的线圈；三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比为
入=[(l-cos40。)+ ( cos40° +sin 40°/λ/3-1) cos40。+2 (sin40。)/ ▲ ]/3=0. 360。 此值相对于上述第二种接法0. 326稍大，但减少了三相变压器线圈数，由15减少到12。还可以对上述N相桥式功率整流电源进行进一步地性能改善，可以在直接由三相电网供电的那组三相桥式整流单元的三个入口上分别串一个交流电抗器，三个交流电抗器的规格相同，电抗值与其余组三相桥式整流单元入口上的变压器漏抗值相等，以消除整流电源带载时由变压器漏抗产生的影响，本实用新型提供的N相桥式功率整流电源，N/3个三相桥式整流电源的输出并联， 采用三相电网直接给其中一组三相桥式整流单元供电，以及三相变压器副边给其余组三相桥式整流单元供电，使得整流电源输出功率部分经过三相变压器传送，以减小三相变压器的视在容量；并通过对三相变压器副边采用适当接法，进一步地减小三相变压器的视在容量，同时变压器的接法简单，线圈个数较少；进一步地，在直接由三相电网供电的那组三相桥式整流单元的入口串交流电抗器，以消除整流电源带载时由变压器漏抗产生的影响。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种N相桥式功率整流电源，由N/3组三相桥式整流单元和一个三相变压器接成， N/3组三相桥式整流单元的输出并联，其特征在于，一组三相桥式整流单元由三相电网直接供电，其余组三相桥式整流单元由三相变压器副边供电，其中N取值为3的整数倍且大于等于6。
2.根据权利要求1所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，N取值为6。
3.根据权利要求2所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，三相变压器的原边由三相电网ABC供电，另一组三相桥式整流单元由三相变压器副边AlBlCl供电，三相变压器共有6个线圈，原边绕组和副边绕组分别接成三角形和星形，或分别接成星形和三角形，三相变压器的视在容量与整流电源输出功率之比为λ =0.5。
4.根据权利要求1所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，N取值为9。
5.根据权利要求4所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，三相变压器的原边由相电压值为U的三相电网ABC供电，另两组三相桥式整流单元分别由三相变压器两副边 AlBlCl和A2B2C2供电，三相变压器共有15或12个线圈，原边绕组接成三角形或星形，两组副边输出的相电压值为U，相位比三相电网ABC的相电压前移或后移40°，三相变压器的原边视在功率与整流电源输出功率之比为2(1-COS40° )/3。
6.根据权利要求5所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，三相变压器共有15个线圈，原边绕组接成三角形，在三相电网ABC的基础上各串加一个由两个串联线圈所提供的相电压后，得到三相电源A0B0C0，两个串联线圈上的电压值都为U (l-cos40°) /VJ， 三相电源A0B0C0的相电压值为UcOS40°，相位与三相电网ABC的相电压相同；在三相电源A0B0C0与副边AlBlCl和副边A2B2C2间分别串加一个线圈，该线圈电压为^in 40°，相位与三角形ABC的对边相同；三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比 λ =[(1- cos 40° ) + cos 40°( 1-cos 40°) 2/V3+sin 40° ]/3=0. 361。
7.根据权利要求5所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，三相变压器共有15 个线圈，原边绕组接成星形，在三相电网ABC与副边AlBlCl和副边A2B2C2间串加一个由两个串联线圈提供的电压，一个线圈的电压值为U[l_2( sin20°) /V^]，另一个线圈的电压值为U[2(Sin40° + Sin20°)/VJ-l];三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比 λ =[(l-cos40° )+2 (sin40°)/V3 ]/3=0. 326。
8.根据权利要求5所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，三相变压器共有12 个线圈，原边绕组接成星形，在三相电网ABC的基础上各串加一个线圈，该线圈电压与电网相电压相位相同，电压值为U [ cos 40° + (sin40°)/V3-l]，可得到三相电源A0B0C0，三相电源A0B0C0的相电压值为11[0^40° + (如40°)/7^]，相位与仙0电网的相电压相同；在 A0B0C0与AlBlCl和A2B2C2间串有相电压值为U (sin40°)/VJ的线圈；三相变压器视在容量与整流电源输出功率之比λ =[ ( 1- cos40° ) + ( COS40° + sin40° /々) cos40°+2 (sin40°)/VJ]/3=0. 360。
9.根据权利要求1所述的N相桥式功率整流电源，其特征在于，在直接由三相电网供电的那组三相桥式整流单元的三个入口上分别串一个交流电抗器，三个交流电抗器的规格相同，电抗值与其余组三相桥式整流单元入口上的变压器漏抗值相等。
专利摘要本实用新型涉及一种N相桥式功率整流电源，该整流电源由N/3组三相桥式整流单元和一个三相变压器接成，N/3组三相桥式整流单元的输出并联，一组三相桥式整流单元由三相电网直接供电，其余组三相桥式整流单元由三相变压器副边供电，其中N取值为3的整数倍且大于等于6。本实用新型采用三相电网直接给其中一组三相桥式整流单元供电，以及三相变压器副边给其余组三相桥式整流单元供电，使得整流电源输出功率部分经过三相变压器传送，以减小三相变压器的视在容量；并进一步地，通过对三相变压器副边采用适当接法，进一步地减小三相变压器的视在容量，同时变压器的接法简单，线圈个数较少。
文档编号H02M7/04GK202043048SQ20112013965
公开日2011年11月16日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者丁金龙, 裘锦灼 申请人:北京中纺锐力机电有限公司