专利名称：复式双反星形可控整流电路的制作方法
技术领域：
本发明涉复式三相高功率因数可控整流电路。[二]背景技术已有大功率可控整流电路在高电压输出领域采用三相桥式可控整流电路，在低电压大电流输出领域采用带平衡电抗器的双反星形可控整流电路。这两种可控整流电路只在最高输出电压时才有一个最佳功率因数点，输出电压越低，整流电路功率因数越低，输出电流越小，谐波电压越大，效率也越低。因此，已有大功率可控整流电路在调低输出电压使用时，都存在着功率因数低、输出电流小、谐波大、效率低等一系列的问题。 为使大功率可控整流电路在调低电压时能够输出额定电流，就必须加大整流变压器和器件的容量，制造可控整流设备时就很费材料，使用可控整流设备时就很费电，并对电网造成严重谐波电流污染。CN8710554A专利公告中公开了同一发明人发明的桥式与全波相结合的“桥全可控整流电路”。它有两个最佳功率因数点，一个在最高电压点，另一个在50%输出最高电压点， 它们是固定不能变的。桥全可控整流电路实际上也是一种单相全波和单相桥式相结合的复式可控整流电路，它未能提供三相高功率因数可控整流电路。CN1021512C授权公告号公开了同一发明人发明的桥式与半波相结合的“桥半可控整流电路”。它既有单相电路也有三相电路，它实际上也是一种“复式可控整流电路”。它有多个最佳功率因数点，一个在最高电压点，其它一个或多个在输出电压中间值，中间值只有一个最佳功率因数点的单相桥半可控整流电路，它不但包括了在50%输出最高电压点的桥全可控整流电路，而且可实现将这个最佳功率因数点可以上、下移动，其不足之处在于上下移动中间一个最佳功率因数点时，整流绕组必需有三个中间抽头和二个端头。它提供的三相高功率因数可控整流电路仅适用于大功率高压可控整流设备。同一发明人本月提交的低压桥控与高压桥控相结合的桥桥复式可控整流电路，(发明专利申请号201210052246. 4) 也有单相和三相电路。它弥补了单相电路桥半专利不足之处，中间只有一个最佳一个功率因数点在任何值时，其整流变压器次级绕组仅有一个中间抽头和二个端头。其三相电路也不适用于低电压大电流的可控整流设备。本发明就是要发明一种适用于低压大电的新三相可控整电路，在调低电压时也具有较高的功率因数和较少的谐波。{三}发明内容本发明的目的在于提供一种在额定调压范围内具有高功率因数低压大电流可控整流电路。为了实现上述目的，本发明采用I个三相整流变压器、I个带中心抽头的平衡电抗器、I个滤波电感、2个低压三相半波可控整流电路和2个高压三相半波可控整流电路及其触发控制电路组成的高功因数三相可控整流电路。2个低压三半波可控整流电路、带中心抽头的平衡电抗和滤波电感组成I个公知的带平衡电抗器的双反星形低压可控整流电路在两个直流输出端输出较低的电压，它有I个低电压最佳功率因数点。2个高压三半波可控整流电路、同一个带中心抽头的平衡电抗和滤波电感组成I个公知的带平衡电抗器的双反星形高压可控整流电路，在同一对直流输出端输出较高的电压，它有I个低电压最佳功率因数点。因此，这种复式可控整流电路在高、低两个最佳功率因数点之间调节电压时就会比现有带平衡电抗器的双反星形可控整流电路高得多的功率因数，在制造设备时就可减少整流变压器容量，在使用设备时由于功率因数高和谐波低节约了很多电和减少了谐波对电网的污染。[四]
附图I是本发明的复式双反星形可控整流电路图，它由次级双反星形连接的三相整流变压器、4个三相半控桥及其触发控制电路、I个带中心抽头的平衡电抗器、滤波电感组成。[五]具体实施方式
附图I可知三相整流变压器(B)，3个初级绕组三角形连接，6个次级带中间抽头的绕组连接成双反星形，正反星形的中心点O、0丨分别与带中心抽头的平衡电抗器(Lp)的2个端头相连，在一个直流输出端(7)与平衡电抗器(Lp)的中心抽头之间连I个滤波电感(L)。在另一个直流输出端(8)与双反星形6个端头(a、b、c、a'、 b/、c')和6个中间抽头(I 6)之间连接有12个晶闸管。由次级6个抽头(I 6) 上的6相交流电压通过6个晶闸管VTl VT6、平衡电抗器、滤波电感进行低电压双反星形可控电路整流，在两个输出端(7、8)输出低直流电压，在控制角为零时有一个最佳功率因数点。由次级6个端头(a、b、c、a'、b'、c')上的6相交流电压通过6个晶闸管VI7 VT12、平衡电抗器、滤波电感进行高电压双反星形可控电路整流，也在两个输出端(7、8)输出直流电压，在控制角为零时也有一个最佳功率因数点。因此，附图I的双反星形复式可控整流电路就有2个最佳功率因数点的高功率因数复式可控整流设备。它是把低压双反星形可控整流和高压双反星形可控整流创造性结合在一起的复式可控整电路。如果要进一步提高功率因数还可在次级绕组增加抽头和晶闸管来达到。应特别指出的近十多年来制造整流变压器铜线和铁材价上数倍甚至数十倍，而晶闸管、整流二极管和触发控制电路大幅度下降。制造可控整流设备的主要成本就决定于整流变压器的额定容量。器件采用模块，触发控制电路采用集成电路，它们在整个整流设备成本中占的比例很少。因此本发明的可控整流设备与应用现有双反星形电路相比，在输出额电流和额定电压相同的情况下，卒发明的变压器额定容量至少可减30 %以上，其节省的材料成本足以弥补增加器件和增加触发控制电路所需的成本。因此，制造成本不会增加反而会降低。使用本发明制造设备时由于功率因数高、谐波少从而节省大量电能，对电网谐波污染大大降低，它必将取代现有双反星形可控整流设备，现有教科书双反星形晶闸管可控整流电路后面也应增加有本发明复式双星形晶闸管可控整流电路。广泛实施本发明后将产生很大的经济效益和社会节能环保效益。下面就以目前在社会上大量应用和生产的双反星形晶闸管直流弧焊机ZX5-400A 来说明它的节材和节电效果。直流弧焊机要求引弧电压55 60伏，而根据弧焊电流与电压的计算公式U = 20+0. 041，就要求可控整流器在输出电压调低到36伏是要求能输出额定电流400安。现有用双反星型可控整流电路生产的弧焊机开路电压即六相半波输出电压要达到55 60伏，在调低到输出电压到36伏时，要输出电流达到400安，此时功率因数已很低，因此就必需增大整流变压器容量才能达到。而采用本发明就可以将低压双反星形电路的输出额定电压和额定电流设计在控制角接近零时，输出36伏400安，这时功率因数就非常高，由于引弧所需要的电流非常小，一般只要几安到十几安就足够，并且还是瞬间的。因此，双反星形次级绕中l-aj-b^-cd-a' >5~b' >6~c'六段绕组就可米用几安的细导线绕制，高压双反星形可控整流电路的晶闸管VI7 VT12也采用小额定电流的晶闸管。本发明整流变压器的容量就可按输出36伏400安计算，而现有双反星形直流弧焊机的整流变压器，必须按开路电压能获55 60优直流电压，输出电压调低到36伏还能输出400安计算。 计算结果本发明整流变压器容量至少可减少30%以上，因此本发吩的晶闸管直流弧焊机制造成本不但不会升高反而可降低。使用本发明的焊机时，由于它功因远高于现有双反星形焊机，谐波远低于现有双反星形焊机，因此能为用户节省大量电能，为电网减少大量谐波电流。因此，本发明有很大的经济效益、社会环保效益。高校弧焊电源教科书上的双反星形晶闸管弧焊电源也应该有本发明的复式双反星形晶闸管弧焊电源，或者取代现有弧焊电源教科书上的那个双反星形晶闸管弧焊电源。
权利要求
1.一种低电压大电流可控整流电路，它由I个初级绕组是三角形连接，次级绕组是双反星形连接的三相整流变压器、I个带有中心抽头的平衡电抗器、I个滤波电感、多个晶闸管及其触发控制电路组成，其特征在于它由I个低压双反星形晶闸管整流电路和I个高压双反星形晶闸管整流电路并联输出，两个双反星形晶闸管整流电路公用双反星形次级带抽头的绕组、I个带中心抽头的平衡电抗器和I个滤波电感，在两个直流输出端输出高、低压双反星形晶闸整流的直流电压和电流。
2.根据权利要求I所述的可控整流电路，其特证在于有2个最佳功率因数点，一个在最高输出电压点上，另一个在零输出电压与最高输出电压之间。
3.—种三相晶闸管直流弧焊机，其特征在于使用权利要求I所述的高、低压带平衡电抗器的双反星形可控整流电路的弧焊机。
4.根据权利要求3所述的晶闸管直流弧焊机，其特征在于高压双反星形可控整流电路和低压双反星形可控整流电路使用同I个带中心抽头的平衡电抗器、滤波电感和双反星形次级绕组。
全文摘要
本发明提供一种高功率因数低压大电流三相可控整流电路。它由次级带中间抽头双反星形连接的三相整流变压器、带中心抽头的平衡电抗器、滤波电感、多个整流器件及其触发控制电路组成。是一种带平衡电抗器的双反星形复式可控整流电路。它解决了低压大电流可控整流电路难以解决的两大难题调低电压时功率因数低、输出电流小、谐波大、对电网污染大的问题。它们的整流变压器的容量低、功率因数高、谐波及其对电网的干扰少。用它制造设备时有很好节材效果，使用设备时有明显节能和减少谐波污染效果，广泛用于晶闸管直流弧焊机、电弧炉、电解、电化、电镀等行业有很好的经济效益，社会节能和减少谐波电流排放效果。
文档编号H02M7/12GK102611334SQ20121006157
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者龚秋声 申请人:龚秋声