一种基于多绕组输入的整流器系统的制作方法

1.本发明涉及电力电子变换器装置的供配电领域，尤其涉及一种基于多绕组输入的整流器系统。


背景技术：

2.当前电力电子整流器应用于电力系统中的供配电领域，整流器的输入多为三相交流市电，为了满足交流输入谐波的要求和输出直流的性能指标，目前整流器的电路拓扑广泛采用两级架构，前级一般为功率因数矫正电路，后级为隔离整流电路，此电路拓扑可以满足交流输入谐波的要求，同时，可以确保输出直流的各项指标达到最优，但是，此拓扑存在成本高、效率低的缺点。目前，随着新能源领域的发展，各行业对于整流器的需求越来越高，迫切需要整流器系统降低成本、提高效率。
3.为了降低整流器系统的成本、提升整流器系统的效率，将移相变压器与整流器进行整合为一体，是一种新颖的电力电子系统架构，由此引入了基于移相变压器的整流器系统，如图1所示。移相变压器具有谐波治理功能，整流器可以省去功率因数矫正环节，但是，在工程化的设计过程中，为了达到直流输出的纹波要求，往往会采取双极拓扑电路，前级为交流稳压电路，先将输入的交流电压稳定在一个比较窄的直流范围内，后级再经过直流转换电路输出低纹波的直流电压。此方案虽然省去了功率因数矫正环节，但是，还是采取了双极拓扑电路，在降低成本和提升效率方面，并没有达到最优，仍然无法满足当下行业对整流器系统的效率、成本的要求。


技术实现要素：

4.为解决上述不足，本发明提出一种基于多绕组输入的整流器系统，该系统不改变移相变压器的本体结构，重新设计电力电子变换器的输入结构，采取多绕组同时输入一个整流器，多绕组的交流电压经过整流器输入整流桥后，采取直接并联方式，使整流器输入电压纹波大大降低，整流器仅需通过一级拓扑电路，就可以输出低纹波的直流电压。此基于多绕组输入的整流器系统可以大大提升整流器系统的转换效率，整流器本体成本大幅度降低，并且使整流器系统的架构大大简化，提高了整流器系统的可靠性。
5.本发明的基于多绕组输入的整流器系统，包括：移相变压器t和整流器e1
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en，移相变压器包括一次侧ta和二次侧tb，其中一次侧ta仅包含一个绕组a，绕组a为输入绕组，输入交流电压为vin；二次侧tb为移相多绕组，共分为n个绕组组合，每组组合有m个独立绕组，每个绕组组合内的独立绕组分别接入对应的整流器：第n组绕组cn1，cn2...cnm分别接入整流器en的输入端口in1，in2...inm，所有整流器e1，e2...en的电路拓扑采用一级架构。每个独立绕组包含三相电压a，b，c，各绕组的三相电压a，b，c经过全桥整流电路后的直流母线，进行直接并联。其中所有绕组组合内的各个独立绕组的功率配置必须一致。所有整流器功率配置大小必须一致。
6.本发明提出的一种基于多绕组输入的整流器系统，充分利用了移相变压器的优
势，采用多绕组输入的方式，在满足整流器直流输出性能指标的前提下，简化了整流器的电路拓扑结构，降低了整流器系统的成本，提高了整流器系统的效率，同时也提升了整流器系统的可靠性。
附图说明
7.图1 是现有基于移相变压器的整流器系统；图2 是基于多绕组输入的整流器系统。
具体实施方式
8.为了实现本发明的技术方案，让更多的工程人员了解到本发明，下面将结合具体实施方式详细阐述基于多绕组输入的整流器系统。
9.本发明充分利用移相变压器的物理特性，通过多绕组全桥整流后的并联方式，降低整流器输入的电压纹波，减轻整流器对纹波抑制的负担，从而达到精简整流器拓扑结构的目的。
10.基于多绕组输入的整流器系统的基本框图如图2所示。基于多绕组输入的整流器系统，变压器t为移相变压器，一次侧ta的绕组a为输入绕组，输入交流电压为vin；二次侧tb为移相多绕组，共分为n个绕组组合，每组有m个独立绕组，如第一个绕组组合为：c11，c12...c1m，第二个绕组组合为c21，c22...c2m...以此类推，第n个绕组组合为cn1，cn2...cnm；每个绕组组合接入对应的整流器，如：第一个绕组组合c11，c12...c1m分别接入整流器e1的输入端口in1，in2...inm，第二个绕组组合c21，c22...c2m分别接入整流器e2的输入端口in1，in2...inm...以此类推，第n个绕组组合cn1，cn2...cnm分别接入整流器en的输入端口in1，in2...inm；整流器e1，e2...en为单级拓扑电路。此基于多绕组输入的整流器系统，在不改变移相变压器结构的前提下，仅仅通过调整整流器的输入结构，实现了简化整流器内部电路，提升了整流器系统的转换效率，降低了整流器系统的成本，在满足整流器直流输出性能指标的前提下，全面提升了整流器系统的市场化应用价值。
11.本发明提出的一种基于多绕组输入的整流器系统，具体实施过程如下：变压器t为移相变压器，一次侧ta仅包含一个绕组a。
12.移相变压器t的二次侧tb包含n个绕组组合，每个绕组组合内部包含m个独立绕组，每个独立绕组包含三相电压a，b，c。
13.所有绕组组合内的各个独立绕组的功率配置必须一致。
14.每个绕组组合内的各绕组之间的相位差满足如下公式：每个绕组组合内的各绕组之间的相位差满足如下公式：——绕组组合内的各绕组之间的相位差m——绕组组合内部的独立绕组个数。
15.每个绕组组合之间的相位差满足如下公式：
——绕组组合之间的相位差——绕组组合内的各绕组之间的相位差n——绕组组合的个数。
16.每个绕组组合内的独立绕组分别接入对应的整流器，如：第n组绕组cn1，cn2...cnm分别接入整流器en的输入端口in1，in2...inm。在整流器内部，各绕组的三相电压a，b，c经过全桥整流电路后的直流母线，进行直接并联。
17.所有整流器e1，e2...en的电路拓扑采用一级架构，且功率配置大小必须一致。
18.上述实施方式仅是示例性的示出本发明，并不企图限制本发明。另外对于没有详细描述的步骤属于本领域技术人员熟知的技术内容。对于涵盖在本发明构思内的相应的变换和更改均在本发明范围内。