双三相整流器不是简单的把二个三相整流器单纯地叠加在一起获得二倍功率，也不等同于六相整流器，而是一种一加一大于二的节能技术系统，本发明专利技术首次揭示了双三相整流器的增效节能机理，即“交叉线电压效应”，就是指不同相位的二组三相电体系，由于交流、直流端共接所形成的整体系统，存在的一个体系中的相线与另一体系中的相线之间形成的线电压具有比单独三相体系线电压高的技术优势，该技术优势可以转化为节能的经济技术优势；进而，减省掉整流变压器，节约移相的成本，再获得节能节材的经济优势。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电技术变流中的整流器领域，具体地说，是提出一类采用三相交流电 压输入，大功率直流电输出的多相整流设备。
技术介绍
在电整流器
，大功率的直流输出普遍采用三相整流器，原因是三相整流 器比单相整流器输出电压高、功率大、纹波小、电压稳定度好。但是，继续增加三相整流器的 输出电功率，由于流入整流器交流端的是非正弦的电流，含有很多谐波，造成电压畸变，将 对电网注入大量谐波污染、谐波损耗，同时交流侧的功率因数也将随之降低。对此，通常是 采用PWM整流，或者是采用谐波处理和功率因数调节设备加以改进，而更传统的做法是采 用变压器移相，获得多相电，然后用多相整流器整流的方法来解决。要提高整流设备的脉波 数，就需要采用多脉波整流变压器。在物理机制上，多脉波整流变压器可以理解为，将三相 电变换为多相电，以降低非正弦的电流引起的电网电压畸变并提高功率因数。相数越多，直 流电流对交流电压波形产生的畸变越小，交流电压中的谐波越少，功率因数越高，但整流变 压器的数量会随着相数的增加而增多，当然采用整流变压器也必然会增加很多成本。对于 大功率整流而言，整个整流器装置的输出能力和效率更是系统设备最关注的要点。谐波会 增加电能损耗，加上变压器的损耗，都会降低整个整流器系统的能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的首先是揭示双三相整流器的增效节能机理，即"交叉线电压效应"， 以提高整流器装置的输出能力和效率；进而，减省掉整流变压器，节约变相的成本。方法在 于利用系统中的移相电路产生另一组对称三相电，与原有对称三相电相差一定的电角度， 两组三相电一起进入双三相整流器，通过"交叉线电压效应"，以达到提高整流器装置的输 出能力和效率的节能节材总目标。 本专利技术的双三相整流系统由三相交流电源（1)、三相功率因数补偿电容器C、整流 器A (3)构成，三相功率因数补偿电容器C跨接在三相线电压u、v、w间，三相电接入三相整 流器A的交流端，其特征为，系统中还有移相电路（2)和整流器B ;移相电路将线电压u、v、 w相移为另一组三相电X、y、z并接入整流器B的交流端；三相整流器A与三相整流器B的 直流输出端必须直接并联连接；由双三相电系产生的交叉线电压所新增的电压和功率，使 系统具有高效节能的优点。 本专利技术的技术效果是明显的，首先，采用双三相整流器拓扑结构有提高整流器直 流输出电压、输出功率和整流效率的特征，具有明显的节能效果。其次，设备可以不需要多 相整流变压器，既可达到12脉波整流的目标，以降低电网电压畸变影响和提高功率因数， 又降低了设备成本。而代替变压器作分相运行的是本来已存在的功率因数补偿电容器，使 该电容器既仍旧可以起到补偿电容作用，又执行了分相作用，可谓一举两得，也具有节材的 效果。【附图说明】 图1、传统的三相整流设备电原理线路和相量图。 图2、未经滤波的传统三相整流器整流波形图。 图3、双三相整流器拓扑结构图。 图4、双三相整流器相量图。 图5、六相整流器线电压相量图。 图6、双三相整流器线电压相量分析图。 图7、未经滤波的双三相整流器直流输出电压波形示意图。 图8、采用功率因数补偿电容器移相的电容器接线图。 图9、无整流变压器双三相整流系统拓扑结构图。 图10、整流器B无输出时的三相电X相量位置图。 图11、整流器B有输出时的三相电X相量位置图。 图12、增加串联电抗器的双三相整流系统拓扑结构图。【具体实施方式】 图1为传统的三相整流器电原理线路和相量图。在图la)的线路中，三相交流电 源⑴通常为电网，电网可以看作一台等效发电机G，G可以是一种无限大功率的巨型发电 机，也可以是一台有限功率的普通三相交流发电机，三相电以u、v、w表示，u、v、w三根相线 接入整流桥A的交流输入端。三相整流桥A(3)由三个整流分支相并联，每个分支由两只整 流二极管同方向相串联，例如D1和D4、D2和D5、D3和D6,在两只串联整流二极管的中间接 交流电。三个正输出整流二极管D1~D3和三个负输出整流二极管D4~D6为直流输出端， 正输出整流管的负端相并联，成为直流正端，负输出整流管的正端相并联，成为直流负端。 图lb)为三相交流电的相量图，三个相电压Uu、Uv、Uw的终点为u、v、w，三个相电压 相等且呈120°相位差对称分布，假如相电压为220V的话，则由相线引出的线电压为380V， 连线uv既代表了线电压Uuv的相位，其长度又代表了 Uuv的电压数值。 图2为未经滤波的传统三相整流器整流波形图。如将整流二极管看作一个理想的 单向导通器件，并忽略其正向导通压降和内阻，则整流器输出直流电压Udc的波形相当于 将三相电压上下端包络线间的长度取零电压坐标向上排列。可以计算得，当相电压为220V 时，Udcmax 约为 537V。 由于供电只有一路三相电压，所以双三相整流设备的第一宗实现途径就是通过移 相变压器，得到一定移相角、且电压与原三相电压相等的另一组三相电压X、y、z，然后增加 另一个三相整流器。 图3为双三相整流器拓扑结构图。三相交流电源⑴和三相整流桥A(3)与图1传 统的三相整流设备相同，不重复说明。所增加的部分为移相变压器（2)和三相整流桥B(3)。 三相整流桥B (3)由三个整流分支相并联，每个分支由两只整流二极管D7和D10、D8和D11、 D9和D12，同方向相串联，在两只串联整流二极管的中间接交流电压X、y、z。三个正输出整 流二极管D7~D9的负端并联连接成为直流正端，三个负输出整流二极管D10~D12的正 端并联连接成为直流负端，然后将整流桥A、整流桥B的直流输出端直接并联连接。 与传统的12脉波整流器不同，双三相整流器的特征是，两组三相交流电均为星形 接法且他们有共有的中心零线；他们的相电压相同且对应相的相角差相同。相角差区间分 布为15°~45°，典型值为30° ;三相整流桥A的直流正端和负端必须分别与三相整流桥 B的直流正端和负端直接并联连接。三相功率因数补偿电容器C跨接在三相线电压u、v、w 间用于平衡变压器的感性无功电流。 移相变压器大多采用传统的一次侧、二次侧移相的量、角联结，绕组串联实现移 相，也有采用带磁分路的新型铁心结构的移相变压器。 图4为双三相整流器的电压相量图。两组三相交流电为星形接法对称三相，且他 们有共有的中心零线，他们的相电压相同且对应相的典型相角差为30°，即u、v、w和x、y、 Z都是对称的三相电压，u相和X相、v和y相、w相和z相保持30°的相位差。 双三相交流电与六相电制式不同，虽然他们都有六个相电压，但后者的相电压是 60°等相位差的相电压，尽管他们的整流器物理结构相同，但整流后的波形、电压和纹波都 是不同的。 图5为六相整流器线电压相量图。六个相电压幅值相等，相位差为60°，其实，六 相电相当于把三相电倒相取反后与原有三相电联合所构成，由于桥式整流器本身具有自然 的倒相功能，所以六相整流器虽然比三相整流器多一倍整流管，但其谐波频率仍是6倍频， 或当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双三相整流系统，系统由三相交流电源(1)、三相功率因数补偿电容器C、整流器A(3)构成，三相功率因数补偿电容器C跨接在三相线电压u、v、w间，三相电接入三相整流器A的交流端，其特征是，系统中还有移相电路(2)和整流器B；移相电路将线电压u、v、w相移为另一组三相电x、y、z并接入整流器B的交流端；三相整流器A与三相整流器B的直流输出端必须直接并联连接；由双三相电系产生的交叉线电压所新增的电压和功率，使系统具有高效节能的优点。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：於岳亮，於菲，
申请(专利权)人：上海稳得新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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