專利名稱：利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器的制作方法
技術領域：
本發明涉及電力電子技術領域中的整流技術，更具體地說，本發明涉及一種利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器。
背景技術：
為了減少整流器產生的諧波對電網的污染，常采用多個整流器。例如一個Y接法電源供電和一個Δ接法電源供電的兩個整流器可以消除5、7次諧波(以下簡稱1號機和2號機，更多號機時依此類推)。在整流電壓不高時，這兩個整流器的輸出常采用并聯接聯。并聯時需要均流，但常用的二極管整流器本身沒有均流能力，兩個整流器采用一個公用的調壓器時也沒有調節均流的能力。兩個晶閘管整流器雖可調壓，但要在不同電壓和負載變動下，保證兩個整流器均流又完全消除5、7、…等次諧波也比較復雜。
發明內容
本發明要解決的技術問題是克服現有技術中的不足，提供一種利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器。
為解決上述技術問題，本發明的技術方案是 提供一種利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器，包括主整流器；所述主整流器共有k臺且相互并聯；該三相整流裝置還包括k臺電流互感器，每個電流互感器都分別接入一個主整流器的輸入端，每個電流互感器的輸出端分別與一個作為輔助整流器的三相的二極管整流器相連；各輔助整流器相互串聯之后，又并接到并聯的主整流器輸出端的兩端；其中，任一臺電流互感器的原副邊匝比為n1∶n2，且n1/n2≥(k-1)×ΔU/Umin，式中Umin為未并聯時單獨在額定負載下k臺主機中輸出電壓最小的那一臺的電壓，ΔU為其他(k-1)臺主機的平均電壓與最小電壓Umin之差，k≥4，n2＞n1。
本發明還提供了一種利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器，包括主整流器；所述主整流器共有k臺且相互并聯；該三相整流裝置還包括(k-1)臺電流互感器，每個電流互感器都分別接入一個主整流器的輸入端，每個電流互感器的輸出端分別與一個作為輔助整流器的三相的二極管整流器相連；各輔助整流器相互串聯之后，又并接到并聯的主整流器輸出端的兩端；其中，未并聯時單獨在額定負載下k臺主整流器中輸出電壓最小的那一臺主整流器不接電流互感器和輔助整流器，任一臺電流互感器的原副邊匝比為n1∶n2，且n1∶n2＝(k-1)×ΔU/Umin；Umin為該主整流器的電壓，ΔU為其它主整流器的平均電壓與最小電壓Umin之差，k≥4，n2＞n1。
本發明中，所述輔助整流器是二極管整流器。
本發明中，所述輔助整流器是快恢復二極管整流器。
與現有技術相比，本發明的有益效果是 本發明的三相整流器在實現電流分配的過程中，不需用有源器件，線路簡單可靠，成本低廉；特別是能夠隨著負載的變化自動保持均流。同時，也可根據主整流器匹配的電流互感器匝比的不同，使各主整流器不是均流形式而是按一定比例分配電流，以適應不同情況的需要。
圖1為四臺主整流器并聯時的電流分配原理圖。
圖2為四臺主整流器并聯的臨界狀態時的電路。
具體實施例方式 下面結合具體實施方式
對本發明進一步詳細描述 本實施例中的利用輔助橋反饋在輸入端減電壓實現均流的三相整流器如圖1中所示，包括作為整套整流裝置的主整流器N0.1～N0.4共有4臺且相互并聯；以及4臺匝比為n1∶n2的電流互感器，每個電流互感器都分別接入一個主整流器的輸入端，每個電流互感器的輸出端分別與一個輔助整流器相連；各輔助整流器相互串聯之后，又并接到并聯的主整流器輸出端的兩端；其中，n1/n2≥(k-1)×ΔU/Umin，式中Umin為未并聯時單獨在額定負載下k臺主整流器中輸出電壓最小的那一臺的電壓，ΔU為其他(k-1)臺主整流器的平均電壓與最小電壓Umin之差，k為并聯的主整流器的臺數(本實施例為4臺)，n2＞n1。
由于輔助整流器是串聯的，它們的電流必然相等，從而電流互感器的付邊電流必然相等，因而電流互感器的原邊電流也必然相等，即四臺主整流器得以均流。
又由于n2＞n1，故輔助整流器的電流較小。由于輔助整流器的四橋串聯，每橋電壓較低，故輔助整流器是小功率的整流器。
設四臺主整流器中未并聯時在額定負載下最低電壓的一臺輸出直流電壓為Umin，其他三臺單獨運行時平均輸出電壓為Umin+ΔU，則可取n1/n2略大于3ΔU/Umin，例如若ΔU/Umin＝6％，3ΔUUmin/＝18％，則可取n1/n2＝20％，即n1∶n2＝1∶5。此時四臺輔助整流器的總功率為四臺主整流器總功率的5％。
我們用具體數字案例來進一步說明設四臺主整流器單獨供給額定負載時輸出電壓分別為600、620、650、680伏。于是 并聯主整流器臺數k＝4； 最小電壓整流器的輸出電壓Umin＝600伏； 其他三機的平均電壓U平均＝(620+650+680)/3＝650伏； ΔU＝50伏； n1/n2應略大于(k-1)ΔU/Umin＝(4-1)×50/600＝1/4，取n1/n2＝3/10。
并聯運行時設四套電流互感器CT中原邊壓降(折合到整流后的直流側)最小者為UCTmin，其它三只CT上的壓降平均為UCTmin+ΔU，于是 四套CT付邊電壓經整流后的直流電壓為(UCTmin、UCTmin+ΔU、UCTmin+ΔU、UCTmin+ΔU)×n2/n1。輔助橋輸出的總電壓為四者之和，即 U輔助橋＝[UCTmin+3(UCTmin+ΔU)]/×n2/n1，它應該等于主整流器的輸出電壓Ud＝Umin-UCTmin。于是可得UCTmin(1+4n2/n1)＝(Umin-3ΔU×n2/n1)，即 UCTmin＝(600-3×50×10/3)/(1+4×10/3)＝7伏； Ud＝Umin-UCTmin＝600-7＝593伏； 四套輔助整流器和CT的總功率P輔助＝主整流器的總功率P主×(n1/kn2)＝P主×7.5％。
四臺輔助整流器均可采用二極管組成，采用快恢復二極管可使本發明適用于高頻整流器的并聯均流。本發明不需要采用晶閘管或IGBT等有源器件，因為其中能量是單向流動的，即僅工作于整流狀態。
上述原理同樣可適用于任意臺主整流器的并聯，例如k臺。此時只要取n1/n2略大于(k-1)×ΔU/Umin即可。輔助整流器提供的功率為主整流器的n1/kn2。
由于上述電流互感器保證四主整流器電流的瞬時值相等，故它們的輸出電流波形如同四主整流器串聯時一樣，即不需濾波電感。
上述原理是在Umin的基礎上使每臺主整流器減少一點電壓，(即在串聯于輸入端的電流互感器CT上有一點壓降，)原來電壓高的多減一些，原來電壓低的少減一些。使各主整流器輸出電壓相等，而且使各主整流器的CT均多多少少輸出一點功率，這樣可使各輔助整流器采用二極管組成，而不必用IGBT等有源器件，因此稱為“輸入減UCT均流法”。
上述使n1/n2略大于(k-1)×ΔU/Umin的目的是為了使各輔助橋均工作于整流狀態，在臨界狀態時n1/n2＝(k-1)×ΔU/Umin，此時可對輸出電壓為Umin的那一臺不接電流互感器和輔助橋，如圖2所示。考慮到電流互感器的漏阻抗壓降和輔助橋二極管的正向壓降，必要時可以稍稍提高n2的匝數(即稍稍提高n2的感應電壓)以克服上述壓降。
圖2是工作于臨界狀態的三相整流裝置，其中主整流器共有4臺且相互并聯；該三相整流裝置中有一臺主整流器不接電流互感器，其他3臺接有匝比為n1∶n2的電流互感器，n1/n2＝(k-1)×ΔU/Umin，式中Umin為未并聯時單獨在額定負載下4臺主整流器中輸出電壓最小的那一臺的電壓，ΔU為其他3臺主整流器的平均電壓與最小電壓Umin之差。每個電流互感器都分別接入一個主整流器的輸入端，每個電流互感器的輸出端分別與一個輔助整流器相連；各輔助整流器相互串聯之后，又并接到并聯的主整流器輸出端的兩端。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器，包括主整流器，其特征在于，所述主整流器共有k臺且相互并聯；該三相整流裝置還包括k臺電流互感器，每個電流互感器都分別接入一個主整流器的輸入端，每個電流互感器的輸出端分別與一個作為輔助整流器的三相的二極管整流器相連；各輔助整流器相互串聯之后，又并接到并聯的主整流器輸出端的兩端；其中，任一臺電流互感器的原副邊匝比為n1∶n2，且n1/n2≥(k-1)×ΔU/Umin，式中Umin為未并聯時單獨在額定負載下k臺主機中輸出電壓最小的那一臺的電壓，ΔU為其他(k-1)臺主機的平均電壓與最小電壓Umin之差，k≥4，n2＞n1。
2.一種利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器，包括主整流器，其特征在于，所述主整流器共有k臺且相互并聯；該三相整流裝置還包括(k-1)臺電流互感器，每個電流互感器都分別接入一個主整流器的輸入端，每個電流互感器的輸出端分別與一個作為輔助整流器的三相的二極管整流器相連；各輔助整流器相互串聯之后，又并接到并聯的主整流器輸出端的兩端；其中，未并聯時單獨在額定負載下k臺主整流器中輸出電壓最小的那一臺主整流器不接電流互感器和輔助整流器；任一臺電流互感器的原副邊匝比為n1∶n2，且n1∶n2＝(k-1)×ΔU/Umin；Umin為該主整流器的電壓，ΔU為其它主整流器的平均電壓與最小電壓Umin之差，k≥4，n2＞n1。
全文摘要
本發明涉及電力電子技術領域中的整流技術，旨在提供一種利用輔助橋反饋實現電流分配的三相整流器。包括k臺主整流器共有且相互并聯；還包括k臺電流互感器，每個電流互感器都分別接入一個主整流器的輸入端，每個電流互感器的輸出端分別與一個作為輔助整流器的三相的二極管整流器相連；各輔助整流器相互串聯之后，又并接到并聯的主整流器輸出端的兩端。本發明的三相整流器在實現電流分配的過程中，不需用有源器件，線路簡單可靠，成本低廉；特別是能夠隨著負載的變化自動保持均流。同時，也可根據主整流器匹配的電流互感器匝比的不同，使各主整流器不是均流形式而是按一定比例分配電流，以適應不同情況的需要。
文檔編號H02M7/04GK101814844SQ20101014627
公開日2010年8月25日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者汪槱生 申請人:汪槱生