采用多分裂变压器的高压电源电路制造技术

本发明专利技术公开了电路设计技术领域中的一种采用多分裂变压器的高压电源电路。所述高压电源电路由两套相移整流电源移相并联构成，每套相移整流电源由三组三分裂的三相变压器和三个叠桥整流单元组成；三组三分裂的三相变压器的输入侧并联，三组三分裂的三相变压器的相位分别相差相同的角度，每组三分裂的三相变压器的同一相上各个原边并联，每组三分裂的三相变压器的三相输出分别作为叠桥整流单元的输入，各个叠桥整流单元串联后输出；叠桥整流单元由三个可控整流桥和三个分别与可控整流桥并联的续流二极管构成。本发明专利技术克服了深控状态带来的晶闸管容易损坏的问题，降低了谐波损耗，减小了直流输出波动，从而提高了功率因数和电网效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电路设计
，尤其涉及一种采用多分裂变压器的高压电源电路。
技术介绍
大功率的电源系统中，系统方案的拓扑电路通常需要满足调节范围大、适应性广的"适应性"要求和功率因数高、电网谐波注入量小的"高效性"要求，同时还要满足在灵活多输出、高可靠性的前提下提高电能质量等要求。有载调压是满足上述要求的一种方案，其电路工作原理如下输出调压变压器的有载分接开关置于低级档位，当晶闸管触发角调至最小角度仍不足以满足电压输出时，调压变压器的有载分接开关自动调换挡位，提高变压器次级电压输出，在此挡位区间内再采用晶闸管细调压，满足电压输出需求。其实质是改变了变压器的线圈匝比，重新分配了变压器的输出电压。在调压变压器最高档时，串联变压器变比最大，形成直流输出最低电压；调压变压器最低档时，串联变压器变比最小，形成直流输出最高电压。可见系统是通过有载分接开关将需求电压分为了若干区间，通过在线调节的方法达到系统各点输出。但是，采用这种方案有如下缺点(1) 有载调压变压器产生损耗，降低了系统效率；(2) 有载分接开关频繁动作容易损坏，降低了系统可靠性，尤其是在有载分接开关换档位电压附近工作时。移相桥是另外一种方案，其电路工作原理如下.*通过变压器次级星/交联3接各带一个三相全控晶闸管整流桥串联方式得到6/12/24等脉波整流输出形成单个整流单元，多个整流单元可以串并联形成高压或大电流输出。通过每个整流桥桥臂上采用多只晶闸管串联方式提高输出电压，可有效减少整流单元数。不过，这种方案也存在一些缺点(1) 因变压器次级星/角联接，匝比匹配要求精度高，否则负载分配会不平均，且负载分配相差随二次阻抗的减小而增大，同时引起5、 7等低次谐波的出现；(2) 次级星/角联接公用一个磁路， 一台整流桥所产生的阀侧换相缺口80%以上会被耦合到另一台的阀侧上，二者相互干扰，会激发高频振荡，产生过电压，换向缺口处过高的dv/dt还有可能导致晶闸管被误触发，使系统工作不稳定；(3) 晶闸管串联方式对器件一致性、静动态均压设计和触发技术要求严格，可靠性较低；串联方式导致晶闸管的利用率也比较低。综上所述，在大功率电源的应用中，提高功率因数和效率，克服晶闸管易坏、减小直流侧脉动和降低线路上的损耗，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对目前常用的大功率电源，存在的晶闸管易坏、直流侧脉动较大以及线路损耗过高的缺陷，提出一种采用多分裂变压器的高压电源电路，用以克服上述缺陷。本专利技术的技术方案是， 一种采用多分裂变压器的高压电源电路，其特征在于，所述高压电源电路由两套相移整流电源移相串联或并联构成，每套相移整流电源由多组三分裂的三相变压器和三个叠桥整流单元组成；所述多组三分裂的三相变压器的输入侧并联，三分裂的三相变压器的相位分别相差相同的角度，每组三分裂的三相变压器的同一相上各个原边并联，三分裂的三相变压器分成三组输入线和三组输出线，每组同时有三相的输入线和 三相的输出线，每一组的三相输出线接一个叠桥整流单元，各个叠桥整流单元串联后输出；所述叠桥整流单元由三个可控整流桥和三个分别与可控整流桥并联的续 流二极管构成。所述三分裂的三相变压器的内层是移相绕组，移相绕组的外层是与移相绕 组相接的高压绕组，最外层是低压绕组。本专利技术提供的采用多分裂变压器的高压电源电路，有效地克服了深控状态 带来的晶闸管容易损坏的问题，降低了网侧电流谐波和电路部件上的谐波损 耗，同时增加直流输出脉波，减小了直流输出波动，从而提高了功率因数和电 网效率。附图说明图1是单套相移整流电源电路的结构图2是三分裂的三相变压器的绕组形式示意图3是三分裂的三相变压器内部结构示意图4是本专利技术叠桥整流单元电路的结构图5是本专利技术采用多分裂变压器的高压电源电路的结构图6是本专利技术实施例提供的工作模式说明图7是本专利技术实施例提供的工作模式1的示意图8是本专利技术实施例提供的工作模式2的示意图9是本专利技术实施例提供的工作模式3的示意图10是本专利技术实施例提供的工作模式4的示意图11是本专利技术实施例提供的工作模式5的示意图； 图12是本专利技术实施例提供的工作模式6的示意图；图13是本专利技术实施例提供的工作模式7的示意图； 图14是本专利技术实施例提供的工作模式8的示意图； 图15是本专利技术实施例提供的工作模式9的示意图； 图16是本专利技术实施例提供的工作模式10的示意图。 图17是本专利技术实施例提供的工作模式11的示意图; 图18是本专利技术实施例提供的工作模式12的示意图; 图19是本专利技术实施例提供的工作模式13的示意图; 图20是本专利技术实施例提供的工作模式14的示意图; 图21是本专利技术实施例提供的工作模式15的示意图; 图22是本专利技术实施例提供的工作模式16的示意图; 图23是本专利技术实施例提供的工作模式17的示意图; 图24是本专利技术实施例提供的工作模式18的示意图。具体实施例方式下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅 仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。图1是单套相移整流电源电路的结构图。图1中，本专利技术相移整流电源是 多分裂变压器的高压电源电路的基本结构。相移整流电源电路由多组三分裂的 三相变压器101和三个叠桥整流单元102组成。多组三分裂的三相变压器101 的输入侧并联，多组三分裂的三相变压器101的相位分别相差相同的角度，即 如果三分裂的三相变压器的相位分别用x、 y和z代表，则有y-x-z-y的关系式 成立。叠桥整流单元102由三个可控整流桥和三个分别与可控整流桥并联的续 流二极管构成。图2是三分裂的三相变压器的绕组形式示意图。图2中，本专利技术的每组三 分裂的三相变压器的同一相上各个原边并联，每组三分裂的三相变压器的三相输出al、 a2、 a3分别作为整流单元的输入。三分裂的三相变压器的内层是移相 绕组，移相绕组的外层是与移相绕组相接的高压绕组，最外层是低压绕组。三 分裂的三相变压器分成三组输入输出线，每组同时有三相的输入线和三相的输 出线，三组绕在同一个磁芯上面。每一组的三相输出接一个叠桥整流单元，然 后把三个叠桥整流单元的输出串起来。图3是三分裂的三相变压器内部结构示意图。图3中，移相线圈在最里面， 紧挨着磁铁芯，实际该线圈就是原边。低压纸组在最外层。A、 B、 C分别表示 表示变压器的三相，1、 2、 3分别表示分裂成的三组。图4是本专利技术整流单元电路的结构图。图4中，叠桥整流单元由三个可控 整流桥和三个分别与可控整流桥并联的续流二极管构成，各个叠桥整流单元的 输出串起来。图5是本专利技术采用多分裂变压器的高压电源电路的结构图。图5中，本 专利技术提供的采用多分裂变压器的高压电源电路由两套相移整流电源在输入侧 移相串联或移相并联构成。每套相移整流电源电路由多组三分裂的三相变压 器101和三个叠桥整流单元102组成。滑动变阻器103用于控制电路的电流。 在实际使用中，可以根据需要，采用断开和闭合开关的方式，控制三分裂的 三相变压器和叠桥整流单元的使用，实现对电路输出功率的控制。实施例设定多组三分裂的三相变压器的相位为+25°、 +15°和-15°，并且采用每 个叠桥整流单元投入相等数量可控整流桥的模式，如+15°和-15°各投入相等 的l-3个桥可以组成12脉波串联整流。每个叠桥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用多分裂变压器的高压电源电路，其特征在于，所述高压电源电路由两套相移整流电源移相串联或并联构成，每套相移整流电源由多组三分裂的三相变压器和三个叠桥整流单元组成；　所述多组三分裂的三相变压器的输入侧并联，三分裂的三相变压器的相位分 别相差相同的角度，每组三分裂的三相变压器的同一相上各个原边并联，三分裂的三相变压器分成三组输入线和三组输出线，每组同时有三相的输入线和三相的输出线，每一组的三相输出线接一个叠桥整流单元，各个叠桥整流单元串联后输出；　所述叠桥整流单元由 三个可控整流桥和三个分别与可控整流桥并联的续流二极管构成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琼林，郭文杰，李中桥，郝瑞祥，游小杰，贺明智，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]