[发明专利]使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器

权利要求书

1.使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器包括输入电感(1)、隔离变压器(2)、第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)、输出电容(5)、负载(6)、注入变压器(7)、单相全波整流电路(8)、开关管(9)、二极管(10)和控制电路(11)；输入电感(1)与三相交流电压u_sa、u_sb、u_sc串联连接；隔离变压器(2)的输入端与输入电感(1)的右侧相连，隔离变压器(2)的原边绕组采用三角形联结，隔离变压器(2)的两个副边绕组分别采用三角形联结和星形联结，隔离变压器(2)的两个副边绕组输出两组相位相差30°的三相电压；第一组三相全桥整流电路(3)的输入端与隔离变压器(2)的a1、b1、c1输出端相连，第二组三相全桥整流电路(4)的输入端与隔离变压器(2)的a2、b2、c2输出端相连，第一组三相全桥整流电路(3)和第二组三相全桥整流电路(4)串联连接，输出电压加倍；第一组三相全桥整流电路(3)、第二组三相全桥整流电路(4)与输出电容(5)及负载(6)并联连接；注入变压器(7)的输入端F与串联连接的第一组三相全桥整流电路(3)和第二组三相全桥整流电路(4)的中点相连，注入变压器的输入端P与输出电容(5)的中点相连，注入变压器(7)的副边绕组带有中心抽头；单相全波整流电路(8)由两个二极管构成，单相全波整流电路(8)的输入端与注入变压器(7)的副边相连，单相全波整流电路(8)的输出端与开关管(9)的集电极和发射极相连；开关管(9)通过二极管(10)接到输出电容(5)的两端；开关管(9)与控制电路(11)的输入端连接；控制电路(11)的输出端与注入变压器(7)的原边绕组连接。

2.根据权利要求1所述的使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述控制电路(11)通过采样注入变压器(7)的原边绕组电流i_x生成控制信号u_c，通过控制开关管(9)的导通和关断，对注入变压器(7)的原边绕组电压进行调制，使整流器输入电流波形趋于正弦波。

3.根据权利要求1所述的使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述输入电感(1)包括三个大小相同的电感L_s，这三个电感分别和三相交流电压u_sa、u_sb、u_sc串联连接，整流器可等效为电流源型变换器；输出电容(5)由两个相同的大电容串联组成，负载电压纹波小，负载等效为恒压负载。

4.根据权利要求1所述的使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述隔离变压器(2)由芯柱一(2-1)、芯柱二(2-2)、芯柱三(2-3)组成，每个芯柱上有三个绕组，一个原边绕组和两个副边绕组，三个绕组的匝比为绕组a、绕组b、绕组c为隔离变压器(2)的原边绕组，采用三角形联结，绕组a1、绕组b1、绕组c1为三角形联结的副边绕组，绕组a2、绕组b2、绕组c2为星形联结的副边绕组，两组副边绕组输出两组相位相差30°的三相电压且隔离变压器(2)结构对称，绕组a、绕组a1和绕组a2位于芯柱一(2-1)上，绕组b、绕组b1和绕组b2位于芯柱二(2-2)上，绕组c、绕组c1和绕组c2位于芯柱三(2-3)上。

5.根据权利要求1所述的使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述第一组三相全桥整流电路(3)和第二组三相全桥整流电路(4)均采用二极管作为整流器件，且第一组三相全桥整流电路(3)和第二组三相全桥整流电路(4)串联连接。

6.根据权利要求1或5所述的使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述第一组三相全桥整流电路(3)和第二组三相全桥整流电路(4)可由电流源等效代替；根据隔离变压器(2)的联结结构和匝比关系，两个电流源为平均值相同，瞬时值存在30°相位差的6脉波电流。

7.根据权利要求1所述的使用直流侧混合电压谐波注入法的串联型36脉波整流器，其特征在于，所述注入变压器(7)为单相变压器，注入变压器(7)、单相全波整流电路(8)、开关管(9)和二极管(10)共同构成直流侧谐波注入电路；当注入变压器(7)的匝比满足N₄:N₅＝1:42.6且开关管(9)的导通角满足β＝10°时，隔离变压器(2)原边的输入电压u_AN、u_BN、u_CN为36脉波，其THD值取到最小值，为5.093％；此时注入变压器(7)的容量仅占系统输出功率的2.5％。