专利名称：采用多分裂变压器的高压电源电路的利记博彩app
技术领域：
本发明属于电路设计技术领域，尤其涉及一种采用多分裂变压器的高压电源电路。
背景技术：
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。
发明内容
本发明的目的在于，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。
本发明的技术方案是， 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。
本发明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。
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是本发明叠桥整流单元电路的结构图5是本发明采用多分裂变压器的高压电源电路的结构图6是本发明实施例提供的工作模式说明图7是本发明实施例提供的工作模式1的示意图8是本发明实施例提供的工作模式2的示意图9是本发明实施例提供的工作模式3的示意图10是本发明实施例提供的工作模式4的示意图11是本发明实施例提供的工作模式5的示意图； 图12是本发明实施例提供的工作模式6的示意图；图13是本发明实施例提供的工作模式7的示意图； 图14是本发明实施例提供的工作模式8的示意图； 图15是本发明实施例提供的工作模式9的示意图； 图16是本发明实施例提供的工作模式10的示意图。 图17是本发明实施例提供的工作模式11的示意图; 图18是本发明实施例提供的工作模式12的示意图; 图19是本发明实施例提供的工作模式13的示意图; 图20是本发明实施例提供的工作模式14的示意图; 图21是本发明实施例提供的工作模式15的示意图; 图22是本发明实施例提供的工作模式16的示意图; 图23是本发明实施例提供的工作模式17的示意图; 图24是本发明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，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
图1是单套相移整流电源电路的结构图。图1中，本发明相移整流电源是 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，本发明的每组三 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是本发明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是本发明采用多分裂变压器的高压电源电路的结构图。图5中，本 发明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。每个叠桥整流单元的可控整流桥数 量投入可以不一样，若+15°投入1个桥，-15。投入2个桥，贝U-15。网侧电流较 大，而+15°网侧电流较小，造成网侧电流不平衡，破坏多重化效果，带来网 侧电流谐波成分加大，本征谐波向低次变化等不利影响。同样不考虑无法形 成6的整数次倍的电源组合方式，如不采用+15°和-15°的组合，此时谐波电流大，供电质量差。
图6是本发明实施例提供的工作模式说明图。图6中，例举了本发明实 施例提供的18种工作模式，以及每种工作模式对应的输出功率。其中，" 为电网输入电压、L为电路中的电流、Pi为电路输出功率。
图7是本发明实施例提供的工作模式1的示意图。图7中，叠桥整流 单元的可控整流桥和序流二极管被分开表示。图7中，器件加深(使用黑 点)的部分表示通过开关控制后，有电流流过的器件。在工作模式l中， 投入两套电源电路的18个整流桥中任意一个，电路此时工作于6脉波。该 模式中，谐波以5次和7次为主。
图8是本发明实施例提供的工作模式2的示意图。图8中，叠桥整流单元 的可控整流桥和序流二极管被分开表示。图8中，器件加深(使用黑点)的部 分表示通过开关控制后，有电流流过的器件。在工作模式2中，投入两套电源 并联12脉波工作，相当于两个工作模式1共同工作。由于电流在两套电源中 各占1/2，线路损耗下降，空载损耗变为2倍。该模式中，基本不含5、 7次谐 波，最大低次谐波为11次。
图9是本发明实施例提供的工作模式3的示意图。图9中，工作模式3 投入单套任意叠桥整流单元的两个整流桥串联6脉波工作。
图10是本发明实施例提供的工作模式4的示意图。图10中，工作模式4 中两套电源工作于串联12脉波，晶闸管数和工作模式3相同，但二极管增加 到16只，线路阻抗和变压器空载损耗均加倍。
图11是本发明实施例提供的工作模式5的示意图。图11中，工作模式 5中两套电源工作于并联12脉波，每套电源投入两个串联的整流桥，投入整 流桥数比工作模式3和工作模式4增加一倍，变为四个，相当于两个工作模 式3同时工作，由于每套电源电流减半，相当于损耗功率减半，整流桥上损 耗并没有增加。图12是本发明实施例提供的工作模式6的示意图。图12中，工作模式6 投入一套高压电源电路中的一个叠桥整流单元形成6脉波工作。该模式下的谐 波次数为5次和7次。
图13是本发明实施例提供的工作模式7的示意图。图13中，工作模式 7的每个叠桥整流单元投入一个桥构成18脉波工作方式。该模式下的本征谐 波次数为17、 19次。
图14是本发明实施例提供的工作模式8的示意图。图14中，工作模式8 的两套高压电源电路各投入一个相位差30°的叠桥整流单元并联组成12脉波 方式。
图15是本发明实施例提供的工作模式9的示意图。图15中，工作模式 9的每个叠桥整流单元各投入一个桥串联，两套高压电源电路形成并联，工 作于36脉波方式。该模式下的电流中只含有35和37次谐波，谐波次数提高， 谐波含量大大减少。
图16是本发明实施例提供的工作模式10的示意图。图16中，工作模式 10投入30。相角差的叠桥整流单元的2个桥。
图17是本发明实施例提供的工作模式11的示意图。图17中，工作模式 11投入两套高压电源电路，采用相位差30°的两个叠桥整流单元构成12脉波 工作方式，最大谐波次数为11次。
图18是本发明实施例提供的工作模式12的示意图。图18中，工作模式 12投入一套高压电源电路，每个叠桥整流单元投入两个整流桥形成18脉波工 作，最大谐波次数为17次。
图19是本发明实施例提供的工作模式13的示意图。图19中，工作模式 13由两套高压电路电源的六个叠桥整流单元各投一个整流桥串联组成36脉 波方式，最大谐波次数为35次。
图20是本发明实施例提供的工作模式14的示意图。图20中，工作模式14由两个工作模式12并联工作，工作于36脉波方式，最大谐波次数为35次。
图21是本发明实施例提供的工作模式15的示意图。图21中，工作模式 15投入一套高压电源电路，采用所有叠桥整流单元形成18脉波工作。该模 式的谐波次数为17、 19次
图22是本发明实施例提供的工作模式16的示意图。图22中，工作模式 16投入两套高压电源电路，投入所有叠桥整流单元构成36脉波工作方式，工 作模式16是两个工作模式15并联工作，功率可以提高一倍。工作模式16的 电流低次谐波为35、 37次。
图23是本发明实施例提供的工作模式17的示意图。图23中，工作模式 17投入两套高压电源电路，每个叠桥整流单元投入两个桥，两套高压电源电 路串联，工作于36脉波，电流本征谐波为35、 37次。
图24是本发明实施例提供的工作模式18的示意图。图24中，工作模式 18投入两套高压电源电路，投入所有叠桥整流单元构成36脉波工作方式，两 套高压电源电路串联，电流本征谐波为35、 37次。
除去以上考虑，图6中每一种模式仍有若干可选方式，如工作模式1有
4=18种可选方式，工作模式2可以由+15°和-15°的叠桥整流单元各出1个桥
组成，也可以+25°和-5。或-25°和+5°，所以共有3C;C^27种，其它类似，不一
一列举。
由图6和工作模式1-18可知，本发明充分发挥了桥串模式的优势，组合 方式灵活，冗余度很高，在同样的电压、电流和功率要求下，有多种组合方 式可以选择。选择模式的依据第一点是调压深度不要太大，以避免晶闸管 导通角小引起的无功功率加大，功率因数低，电能利用率低等不利影响，保 持在50%以内比较合适，要考虑"安全电压裕量"，给最高输出电压和运行电 压之间留出一定电压调整值，以保证在电弧波动时有足够调节空间。另外一
10点就是保证网侧谐波尽量减少，在相同状态下采取多脉波工作模式。
本发明能够提供调节范围较大的输出功率，同时提高了功率因数和效率，
克服了晶闸管易坏和线路损耗过高的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不
局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可
轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明
的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一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。
2. 根据权利要求1所述的一种采用多分裂变压器的高压电源电路，其特征在于，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。
全文摘要
本发明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。
文档编号H02M5/02GK101635514SQ200910091850
公开日2010年1月27日 申请日期2009年8月27日 优先权日2009年8月27日
发明者李中桥, 游小杰, 贺明智, 郑琼林, 郝瑞祥, 郭文杰 申请人:北京交通大学