一种电流型十二脉冲整流移相电抗器及系统的制作方法

专利检索2025-03-04  34


本发明涉及无源多脉冲整流,具体涉及一种电流型十二脉冲整流移相电抗器及系统。


背景技术:

1、正如本技术领域人员所熟知,整流电路输入电流为非正弦形式,电流包含大量的高次谐波,为了减小对电网的谐波污染,为了提高输入功率因数,三相电力系统中可以采用提高整流电路的脉冲数量,采用多脉冲整流方式时,可以通过移相方式来解决。通常的移相方式采用对称型、非对称型、隔离型、自耦型等移相变压器实现。这些各种移相变压器的移相目的均为得到适合整流所需的电压移相角度,如12脉冲整流电路需要电压移相角度为30°、18脉冲整流电路需要电压移相角度为20°、24脉冲整流电路需要电压移相角度为15°等等。

2、然而,传统多脉冲整流均是以电压波形的移相角度作为参考,实现三相电流叠加后形成更加接近正弦波形的电流,以便降低高次谐波含量和提高输入功率因数,实现方式为自耦型或隔离型,无法避免在输入电压l1、l2、l3相互之间通过变压器线圈进行相互连接,造成在空载情况下,依然存在三相间的漏电流。同时,因存在变压器结构形式,其性能收到电压的波动、频率的波形影响较大。整体体积重量较大,成本较高,且在进一步提高输入电流波形数据时,通常额外增加一个电感以便进一步抑制高次谐波电流,使得设备体积重量更大,且安装复杂。


技术实现思路

1、本发明目的是提供一种电流型十二脉冲整流移相电抗器及系统,不仅能够解决空载下存在的漏电流情况,而且降低磁性材料损耗,减少器件安装的复杂度。

2、本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:

3、一种电流型十二脉冲整流移相电抗器,包括一个铁芯和多个绕组;

4、铁芯包括上铁轭、中铁轭和下铁轭,上铁轭与中铁轭之间、中铁轭与下铁轭之间分别通过磁柱连接;

5、绕组分为三相,绕制在磁柱上,绕组按照各相分别独立连接,所述的绕组结构使得每相两组输出电流移相角度为30°。

6、进一步的,在中铁轭与下铁轭之间有五个磁柱,从左至右分别定义为第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱,在上铁轭与中铁轭之间有三个磁柱,从左至右分别定义为第六磁柱、第七磁柱、第八磁柱;

7、每相有四个绕组,共有十二个绕组,a相四个绕组分别定义为绕组a0、绕组a1、绕组a2、绕组a3;b相四个绕组分别定义为绕组b0、绕组b1、绕组b2、绕组b3;c相四个绕组分别定义为绕组c0、绕组c1、绕组c2、绕组c3;

8、第一磁柱上绕制a1、c2、c3三个绕组,第三磁柱上绕制b1、a2、a3三个绕组,第五磁柱上绕制c1、b2、b3三个绕组,第六磁柱上绕制a0绕组,第七磁柱上绕制b0绕组,第八磁柱上绕制c0绕组,第二、第四磁柱无绕组。

9、进一步的,十二个绕组的连接关系为:

10、绕组a0连接绕组a1一端,绕组a1另一端同时连接绕组a2、绕组a3;

11、绕组b0连接绕组b1一端,绕组b1另一端同时连接绕组b2、绕组b3;

12、绕组c0连接绕组c1一端,绕组c1另一端同时连接绕组c2、绕组c3。

13、进一步的,上铁轭与磁柱之间留有气息。

14、进一步的,中铁轭与磁柱之间、下铁轭与磁柱之间采用交叉叠片方式连接,不留气息。

15、进一步的,绕组匝数比例关系为:

16、

17、

18、其中,为绕组a1、b1、c1匝数,为绕组a2、b2、c2匝数,为绕组a3、b3、c3匝数。

19、进一步的,绕组匝数比例关系为:

20、

21、其中,为绕组a0、b0、c0匝数。

22、一种电流型十二脉冲整流移相电抗器系统,包括如权利要求1-7所述任一电流型十二脉冲整流移相电抗器和十二脉冲整流桥,所述电流型十二脉冲整流移相电抗器的输入与三线输入电连接,输出六组电流,分别与十二脉冲整流桥的六个桥臂中点连接,十二脉冲整流桥的两端并联有电容,电容两端与负载连接。

23、进一步的,共有十二个绕组,每相有四个绕组,a相四个绕组分别定义为绕组a0、绕组a1、绕组a2、绕组a3;b相四个绕组分别定义为绕组b0、绕组b1、绕组b2、绕组b3;c相四个绕组分别定义为绕组c0、绕组c1、绕组c2、绕组c3;

24、三相电的u线与a0绕组一端连接,a0绕组另一端与绕组a1一端连接,绕组a1另一端同时连接绕组a2、绕组a3,绕组a2另一端连接十二脉冲整流桥第四桥臂中点,绕组a3另一端连接十二脉冲整流桥第三桥臂中点;

25、三相电的v线与b0绕组一端连接,b0绕组另一端与绕组b1一端连接,绕组b1另一端同时连接绕组b2、绕组b3,绕组b2另一端连接十二脉冲整流桥第六桥臂中点,绕组b3另一端连接十二脉冲整流桥第五桥臂中点;

26、三相电的w线与c0绕组一端连接,c0绕组另一端与绕组c1一端连接,绕组c1另一端同时连接绕组c2、绕组c3,绕组c2另一端连接十二脉冲整流桥第二桥臂中点,绕组c3另一端连接十二脉冲整流桥第一桥臂中点;

27、十二脉冲整流桥有六个桥臂,每个桥臂上两个串联的可控硅连接点为该桥臂中点。

28、本发明的优点在于:提供了一种三相电流型十二脉冲整流移相电抗器系统,且集成一体式滤波电感,电流型移相电抗器的三相之间无电气连接关系,不存在漏电流;通过调整移相电抗器的匝数比例,还可以实现每个整流桥臂电流相等;采用磁集成化磁芯结构,共用中铁轭减小了材料损耗;采用磁集成化磁芯结构,在负载增加时,磁场在共用铁轭中相互抵消,降低铁轭的磁密度,从而降低损耗;滤波电感与移相电抗器结构一体化设计,降低了器件安装难度。



技术特征:

1.一种电流型十二脉冲整流移相电抗器,其特征在于,包括一个铁芯和多个绕组;

2.根据权利要求1所述电流型十二脉冲整流移相电抗器,其特征在于,在中铁轭与下铁轭之间有五个磁柱,从左至右分别定义为第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱、第四磁柱、第五磁柱,在上铁轭与中铁轭之间有三个磁柱,从左至右分别定义为第六磁柱、第七磁柱、第八磁柱;

3.根据权利要求2所述电流型十二脉冲整流移相电抗器,其特征在于,十二个绕组的连接关系为:

4.根据权利要求1所述电流型十二脉冲整流移相电抗器,其特征在于,所述上铁轭与磁柱之间留有气息。

5.根据权利要求1所述电流型十二脉冲整流移相电抗器,其特征在于,所述中铁轭与磁柱之间、下铁轭与磁柱之间采用交叉叠片方式连接,不留气息。

6.根据权利要求2所述电流型十二脉冲整流移相电抗器,其特征在于,绕组匝数比例关系为:

7.根据权利要求6所述电流型十二脉冲整流移相电抗器,其特征在于,绕组匝数比例关系为:

8.一种电流型十二脉冲整流移相电抗器系统,其特征在于,包括如权利要求1-7所述任一电流型十二脉冲整流移相电抗器和十二脉冲整流桥,所述电流型十二脉冲整流移相电抗器的输入与三线输入电连接,输出六组电流,分别与十二脉冲整流桥的六个桥臂中点连接,十二脉冲整流桥的两端并联有电容,电容两端与负载连接。

9.根据权利要求8所述电流型十二脉冲整流移相电抗器系统,其特征在于,共有十二个绕组,每相有四个绕组,a相四个绕组分别定义为绕组a0、绕组a1、绕组a2、绕组a3;b相四个绕组分别定义为绕组b0、绕组b1、绕组b2、绕组b3;c相四个绕组分别定义为绕组c0、绕组c1、绕组c2、绕组c3;


技术总结
本发明设计了一种电流型十二脉冲整流移相电抗器及系统,同时采用磁集成形式增加一体式滤波电感。电流型移相电抗器结构上任意两相之间相互绝缘,解决了空载下存在漏电流的情况,通过调整移相电抗器的匝数比例,还可以实现每个整流桥臂电流相等,简化器件选型,高集成化滤波电感降低了磁性材料的节约,降低了磁性材料损耗,同时降低了器件安装复杂度。

技术研发人员:孙宗佳,白洪超,史继虎,禹金标
受保护的技术使用者:山东艾诺智能仪器有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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