带二极管和带平衡电抗器的复式双反星形电路的制作方法

本发明涉及一种将三相交流电变换成直流电的可控整流电路及应用它设计制造的高功因数的节能、减材、少谐波的可控整流设备。

背景技术：

三相电源中使用的半波可控整流电路有：三相半波、六相半波、带平衡电抗器双反星形等电路。三相电源中使用的桥式可控整流电路有：角接三相桥式、星接三相桥式、带平衡电抗器三相桥式等电路。星接三相桥式又有：6个晶闸管的三相全控桥、俄国人巴巴特发明的中性点带1个二极管和6个晶闸管的三相全控桥、中性点带2个二极管和6个晶闸管的三相全控桥、本发明人发明的带平衡电抗器2个二极管和6个晶闸管的三相全控桥、中性点带2个二极管的和6个晶闸管的五芯柱三相全控桥等电路。应用得最多的是三相桥式可控整流电路和带平衡电抗器双反星形电路，前者输出电流小，后者整流绕组利用率低。已有的可控整流电路它们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，用已有可控整流电路设计制造整流设备，为使其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。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种将三相交流电变换成直流电的大功率可控整流电路及应用它设计制造的高功因数的减材、节能、谐波电流对电网污染小可控整流设备。

本发明的第一个目的在于提供一种减少整流变压器容量，提高功率因数、提高效率和减少谐波的可控整流电路，它在调压范围具有2个最佳功率因数点的可控整流电路。本发明的第二个目的用它来设计制造高功率因数的大功率可控整流设备和调低电压输出直流电流可以增大的可控整流设备。本发明的第三个目的在于提高电路输出电流和减少整流臂晶闸管的並联数量，提高整流器的可靠性。

为了实现上述目的，本发明提供一种带二极管和带平衡电抗器的复式双反星形电路，它包括：a)一个变换电压的三相整流变压器，其初级绕组用于连至三相交流电源，其次级整流绕组用于连成有1个中性抽头的双反双星形；b)一个用于提高整三相整流变压器次级流绕组和整流器件利用率的带有1个中心抽头的平衡电抗器；c)一个用于滤波的电感；d)2个二极管和12晶闸管、均分成第一和第二两组，e)12个晶闸管有2个触发信号，其特征在于：第一直流输出端(1)与滤波电感一端连接，滤波电感另一端(3)与平衡电抗器中心抽头、第一二极的阴极连接，平衡电抗器一个端头(4)与3个第一晶闸管的阴极连接，平衡电抗器的另一个端头(5)与另3个第一晶闸管的阴极连接，第二直流输出端(2)与第二二极管的阳极和6个第二晶闸管的阳极连接，双反星形的中性抽头(o)与第一二极管的阳极、第二二极管的阴极连接，双反星形的6个端头(a、a′、b、b′、c、c′)分别与6个第一晶闸管的阳极、6个第二晶闸管的阴极连接，每个端头连接有1个第一晶闸管的阳极和1个第二晶闸管的阴极，同一周期内有2个有相位差的触发信号分别控制6个第一整流器件和6个第二整流器件的导通角，实现调节整流电路输出直流电压的同时，使每个直流输出电压的功率因数达到最佳。

附图说明

附图1是带二极管和平衡电抗器的复式双反星形电路。附图2是半压起调的带二极管和平衡电抗器的复式双反星形电路。其中：b是三相整流变压器、l为滤波电感，lp为平衡电抗器，d为二极管，v为晶闸管。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

由附图1可知：三相整流变压器3个初级绕组三角形连接，带1个中心抽头的3个整流绕组连接成有1个中性点的双反星形，1)由平衡电抗器、滤波电感、双反星形绕组、2个二极管(d1、d2)、6个晶闸管(v7～v12)及其触发信号组成1个低电压输出，双反星形可控整流电路，在两个直流输出端(1、2)输出可控整流电压，在零触发时有一个最佳功率因数点，其最大输出电流等效于6个次级绕组并联输出的电路，其特征在于：二极管d1流过可控整流电流和续流电流，而二极管d2只流过续流电流。

2)在晶闸管(v7～v12)全导通的情况下，再给另6个晶闸管(v1～v6)迟后的触发信号时，由平衡电抗器、滤波电感、3个次级整流绕组(a-a′、b-b′、c-c′)、2个二极管(d1、d2)、12个晶闸管(v1～v12)及其触发信号又组成1个高电压输出，双反星形可控整流电路，也在两个直流输出端(1、2)输出可控整流电压，在零触发时也有一个最佳功率因数点，其最大输出电流只等效于3个次级绕组并联输出的电路，其特征在于：2个二极管d1和d2只流过续流电流。由此可知：本发明的带二极管和带平衡电抗器的复式双反星形电路的最大输出电流在半电压点，它能输出接近于2倍最高电压输出的最大电流值，因此，它在调输出电压时，不但有比传统相控整流电路高得多的功率因数，而且在调低输出电压时允许最大输出电流不但不会减小，还可以增加的优点，这是所有传统相控整流电路都无法做到的。另外，12个晶闸管还与双反星型绕组又组成两个三相半控桥电路，可增大高电压输出，双反星形可控整流电路器件和绕组的导通角，而进一步提高性能。

附图2是将附图1中6个晶闸管(v7～v12)换成6个二极管(d3～d8)就成为一种从半压起调的带二极管和平衡电抗器的复式双反星形电路。

应特别指出：如果中性点上只连接1个二极管，本发明就是同一发明的复式带平衡电抗器双反星形可控整流电路。

本发明的电路它与传统三相桥式可整流电路相比具有功率因数较高和输出电流大的优点，它与带衡电抗器三相桥式可控整流电路相比具有功率因数高和低压输出电流大的优点，它与传统带平衡电抗器正反星形可控整流电路相比具有功率因数较高、器件耐压低的优点。它们属于大电流、大功率、高功率因数、低谐波的绿色相控整流电路。应用本发明的电路制造整流设备，生产单位节材、使用单位节电，电网减少谐波电流污染的目的，因此，使用本发明电路设计制造的整流器称为新一代绿色相控整流器，绿色相控整流器必将替代传统相控整流器，全面实施本发明有很好的经济效益和社会节能环保效益。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

技术特征：

技术总结
本发明的带二极管和带平衡电抗器的复式双反星形电路，它包括：1个三相整流变压器、1个带中心抽头的平衡电抗器、1个滤波电感、2个二极管和12个晶闸管及其有相位差的两个触发电路组成。它与传统三相桥式可整流电路相比具有功率因数较高和输出电流大的优点，它与带衡电抗器三相桥式可控整流电路相比具有功率因数高和低压输出电流大的优点，它与传统带平衡电抗器正反星形可控整流电路相比具有功率因数较高、器件耐压低的优点。它们属于大电流、大功率、高功率因数、低谐波的绿色相控整流电路，实施本发明有很好的经济效益和社会节能环保效益。

技术研发人员：龚秋声
受保护的技术使用者：龚秋声
技术研发日：2017.06.17
技术公布日：2017.09.08