专利名称：主动前端集中可控整流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种集中可控整流器，属于整流电源技术领域。
背景技术：
传统的整流电源采用晶闸管整流、二极管整流技术，这类产品的输入端功率因数低，谐波含量高，对电网造成谐波污染，增大线损，同时占用变压器容量，效率很低。为了提高电能质量，常用的措施有增加无功补偿及滤波器；或者使用多绕组整流变压器及多相整流技术。这些措施的缺点是(I)需要购买新设备，投资增大；(2)设备的体积很大；(3)无法实现回馈制动，制动能量都白白浪费掉。由于现有的充电机产品前端整流器件使用的是三相不可控整流，造成电网侧谐波电流大，功率因数低，在使用有源可控整流器后，这些问题就可以解决。目前国内使用可控前端整流设备中基本是以单相APFC为主，当使用到三相设备中，使用三个APFC设备并联应用，也可以达到提高功率因数、抑制谐波的目的，但是这样来做，一是功率不可能做的很高，另外三相并联做起来也比复杂。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种主动前端集中可控整流器，它采用三相全控技术，实现整流和逆变的能量双向变换，单机大功率，并联容易，可大大提高系统可靠性和集成简易化。为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案本实用新型一种主动前端集中可控整流器，包括直流母线和交流电网，在直流母线和交流电网之间设置有LC滤波电路，和一个由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路及一个大容量的电解电容滤波电路；三相交流电通过LC滤波电路后，进入由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路进行整流后，再通过大容量的电解电容滤波电路平滑滤波，得到高稳定度的直流母线；直流母线电压值可设置，这是AC/DC变换器的整流状态；由感性负载的能量返回造成直流母线电压升高、大于设定值时，能量会经过由IGBT组成的三相全桥整流/逆变单元进行逆变后，再经过LC滤波进入电网，这是DC/AC逆变的回馈状态。本实用新型是一种高效全控AC/DC变换器，也可以进行DC/AC逆变，实现了电网与直流母线间能量的双向流动，具有高效的谐波抑制和能量回馈功能。由于本实用新型摒弃了落后的固定桥式二极管整流模式，无论在整流还是在回馈状态下工作时，都是通过IGBT开关状态的切换来实现相应的功能；因此使用了有源整流器后，负载设备对电网造成的谐波含量< 3%，功率因数也接近于1，大大减小了对电网的干扰。IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)是绝缘栅双极型晶体管，是由BJT (双极型三极管)和MOS (绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；M0SFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。本实用新型属于整流电源技术领域，是集中整流、直流供电、回馈电网的共直流母线产品，可用于电动汽车充电机的整流装置、变频器母线和设备的回馈装置、光伏发电逆变器、风力发电变流器和储能变流器，它采用三相全控技术，实现整流和逆变的能量双向变换，单机大功率，并联容易，可大大提高系统可靠性和集成简易化。
图I为本实用新型原理框图。
具体实施方式如图I所示，本实用新型一种主动前端集中可控整流器，包括直流母线和交流电网，在直流母线和交流电网之间设置有LC滤波电路，和一个由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路及一个大容量的电解电容滤波电路；三相交流电通过LC滤波电路后，进入由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路进行整流后，再通过大容量的电解电容滤波电路平滑滤波，得到高稳定度的直流母线；直流母线电压值可设置，这是AC/DC变换器的整流状态；由感性负载的能量返回造成直流母线电压升高、大于设定值时，能量会经过由IGBT组成的三相全桥整流/逆变单元进行逆变后，再经过LC滤波进入电网，这是DC/AC逆变的回馈状态。本实用新型是一种高效全控AC/DC变换器，也可以进行DC/AC逆变，实现了电网与直流母线间能量的双向流动，具有高效的谐波抑制和能量回馈功能。由于本实用新型摒弃了落后的固定桥式二极管整流模式，无论在整流还是在回馈状态下工作时，都是通过IGBT开关状态的切换来实现相应的功能；因此使用了有源整流器后，负载设备对电网造成的谐波含量< 3%，功率因数也接近于1，大大减小了对电网的干扰。IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)是绝缘栅双极型晶体管，是由BJT (双极型三极管)和MOS (绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；M0SFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。本实用新型属于整流电源技术领域，是集中整流、直流供电、回馈电网的共直流母线产品，可用于电动汽车充电机的整流装置、变频器母线和设备的回馈装置、光伏发电逆变器、风力发电变流器和储能变流器，它采用三相全控技术，实现整流和逆变的能量双向变换，单机大功率，并联容易，可大大提高系统可靠性和集成简易化。最后应说明的是显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此 所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1. 一种主动前端集中可控整流器，其特征在于包括直流母线和交流电网，在直流母线和交流电网之间设置有LC滤波电路，和ー个由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路及ー个大容量的电解电容滤波电路；三相交流电通过LC滤波电路后，进入由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路进行整流后，再通过大容量的电解电容滤波电路平滑滤波，得到高稳定度的直流母线；直流母线电压值可设置，这是AC/DC变换器的整流状态；由感性负载的能量返回造成直流母线电压升高、大于设定值时，能量会经过由IGBT组成的三相全桥整流/逆变单元进行逆变后，再经过LC滤波进入电网，这是DC/AC逆变的回馈状态。
专利摘要本实用新型公开了一种主动前端集中可控整流器，包括直流母线和交流电网，在直流母线和交流电网之间设置有LC滤波电路，和一个由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路及一个大容量的电解电容滤波电路；三相交流电通过LC滤波电路后，进入由IGBT组成的三相全桥整流/逆变电路进行整流后，再通过大容量的电解电容滤波电路平滑滤波，得到高稳定度的直流母线；直流母线电压值可设置，这是AC/DC变换器的整流状态；由感性负载的能量返回造成直流母线电压升高、大于设定值时，能量会经过由IGBT组成的三相全桥整流/逆变单元进行逆变后，再经过LC滤波进入电网，这是DC/AC逆变的回馈状态。
文档编号H02M7/757GK202617035SQ20122024870
公开日2012年12月19日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者赵岚, 孙卓, 于胜涛 申请人:北京东方欣博通机电工程技术有限公司