带平衡电抗器的三相桥式全控整流电路

摘要

本发明属于三相桥式全控整流电路的一种电路，它比三相桥式全控整流电路多2个整流二极管和1个带中心抽头的平衡电抗器。平衡电抗器的中心抽头连接在整流变压器次级星形连按的中心点，平衡电抗器2个端头的一端与1个整流二极管的阴极连接，整流二极管的另1端是阳极与三相全控桥中3个器件的阳极连接：平衡电抗器的另一端与另1个整流二极管的阳极连接，整流二极管的另1端是阴极与三相全控桥电路中的3个器件的阴极连接。本发明的相控整流电路可应用于多种三相可控整流设备中，用来提高整流设备在调低电压时的功率因数和效率、减少谐波。制造设备时有好节材效果，在低电压输出时有明显节能和减少谐波污染效能，具有经济社会效益和减少谐波电流排放效果。

说明书

[一]技术领域  本发明涉及一种带平衡电抗器的相控整流电路，及应用它设计制造的高 功因数的减材节能相控整流设备。

[二]背景技术  已有的三相全控桥式可控整流电路仅有三种电路，第一种是由6个晶闸管 组成的三相全控桥全控整流电路；第二种是巴巴特发明的整流变压中心点带有1个整流二极 管的三相桥式全控整流电路：第三种是整流变压器中心点带2个整流二极管的三相桥式全控 整流电路，这三种三相桥式全控整流电路都没有带平衡电抗器。六相半波可控整流电路和同 一发明人发明的复式六相半波相控整流电路中，各有一种带平衡电抗器的六相半波相控整流 电路，也称带平衡电抗的双反星型和复式双反星形相控整流电路

{三}发明内容  本发明的第一个目的在于：进一步提高带2个整流二极管三相桥式全控整 流电路在低电压输出电压时，提高晶闸管和次级绕组的导通角。本发明的第二个目的是将它 应用于同一发明人发明的复式三相桥式全控整流电路中，创新出带平衡电抗器的复式三相桥 式全控整流电路。本发明的第三个目的用它来设计制造优能更好的相控整流设备。本发明的 第四个目的在于为《电力电子技术》教科书提供一种优能更好的三相桥式相控整流电路。

实现本发明由次级星形连接的三相整流变压器(1)、1个带中心抽头的平衡电抗器(L)、 2个整流二极管(D1、D2)、6个(V1～V6)或12个(V1～V12)晶闸管及其触发控制电路、正(2)、 负(3)整流电压输出端组成的带平衡电抗器的三相桥式全控整流电路或带平衔衡电抗器复式 三相桥式全控可整流电路。

本发明是一种带平衡电抗器的三相桥式全控整流电路，它由三相次级绕组是星形连接的 三相整流变压器、1个带中心抽头的平衡电抗器：2个整流二极管和6个晶闸管及其触发电路 组成，其特征在于：3个晶闸管和1个整流二极管的阴极与直流输出电压正端连接，另3个 晶闸管和另1个整流管的阳极与直流输出电压负端相连接，6个晶闸管连接成三相桥式全控 整流电路，平衡电抗器的中心抽头与3个次级绕组星形连接的中心点连接，2个整流二极管 的另一端分别与带中心抽头平衡电抗器的两个端头连接、6个晶闸管的触发控制极与解发控 制电路连接。

本发明推广到同一发明人发明的复式三相桥式全控整流电路中，它就是一种带平衡电抗 器的复式三相桥式全控整流电路。它由1个次级绕组连接成星形的三相整流变压器、1个带 中心抽头的平衡电抗器：2个整流二极管和12个晶闸管及其触发电路组成，其特征在于：6 个晶闸管和1个整流二极管的阴极与直流输出电压正端连接，另6个晶闸管和另1个整流管 的阳极与直流输出电压负端相连接，12个晶闸管的另一端分别与整流变压器次线星形连接的 6个端头和6个抽头连接成高、低压2个三相桥式全控整流电路，平衡电抗器的中心抽头与3 个次级绕组星形连接的中心点连接，2个整流二极管的另一端分别与带中心抽头平衡电抗器 的两个端头连接、12个晶闸管的触发控制极与解发控制电路连接。

[四]附图说明  附图1是本发明的带平衡电抗器的三相桥式全控整流电路。附图2是本 发明带平衡电抗器的复式三相桥式全控整流电路。它们的共同特征在于：有1个带中心抽头 的平衡电抗器(L)，平衡电抗器的中心抽头连接在整流变器3个次级绕组星形连接的中心点， 1个端头连接1个整流二极管的阴极，另1个端头连接另1个整流二极管的阳极，2个整流二 极管的另一端分别与2个直流输出端正端(2)和输出负端(3)连接。

[五]具体实施方式  附图1是本发明的带平衡电抗器的三相桥式全控整流电路，由附图 1可知：由晶闸管V1～V6组成三相桥式全控整流电路，由晶闸管V1、V3、V5、整流二极管 D2和平衡电抗器中心抽头的下半部分组成1个三相半波可控整流电路，由晶闸管V2、V4、 V6、整流二极管D1和平衡电抗器中心抽头的上半部分组成另1个三相半波可控整流电路。

由于三相桥式线电压整流电压和2个三相相电压整流电压在相位上相差30度，因此， 当增大三相桥式全控整流电路线电路的控制角由最小值到最大值调节时，相控整流电路的输 出两端(2、3)的输出电压瞬时值的包络线，就只有三相线电压桥式整流的瞬时值，逐渐向 前面部分是三相线电压桥式整流电压的瞬时值，后面部分是2个三相相电压半波整电压瞬时 值过度，最后过度到输出两端只有2个三相相电压半波整流输出电压瞬时值这样一个过程。 所以在调低输出电压，在没有带中心抽头的平衡电抚抗器时，输出电压两端就出现有六相半 波可控整流电压。根据教科书上六相半波可控整流电路存在着器件导通角和次级绕组导通时 间小的缺陷，因此，都增加带中心抽头的平衔衡电抗器，使它们的导通角增加到近六相半波 的2倍，这就是一般都不使用六相半波整流和可控整流电路而是使用带中心抽头平衡电抚抗 器六相半波整流和可控整流电路的原因。相同原理，发明人在带有二个整流二极管的三相桥 式全控整流电路中增加1个带中心抽头的平衡电抗器也能在低输出电压时提高晶闸管和变压 器次级导通时间。就成为本发明中的带平衡电抗器的三相桥式全控整流电路。同样原因，今 后使用带2个整流二极管的三相桥式全控整流电路的场合，将都会使用本发明的电路取代！ 它就成为当前三相桥式全控整流电路中性能最优的可控整流电路，特别适用于大功率、输出 电压调节范围大的可控整流器。

附图2是本发明的带平衡电抗器的复式三相桥式全控整流电路，由附图2可知：由晶闸 管V1～V6组成低压三相桥式全控整流电路，由晶闸管V7～V12组成高压三相桥式全控整流电 路，由晶闸管V1、V3、V5、(或V7、V9、V11)、整流二极管D2和平衡电抗器中心抽头的 下半部分组成1个三相半波可控整流电路，由晶闸管V2、V4、V6、(或V8、V10、V12)、整 流二极管D1和平衡电抗器中心抽头的上半部分组成另1个三相半波可控整流电路。附图2 的电路比附图1电路多使用6个晶闸管，在输出工作电压要求较大范围调节时，其功率因数 远高于附图1的电路，整流变压器的容量低于附图1的电路，其节省的銅材和钢材可弥补增 加6个晶闸管的费用。附图1和附图2工作原理相类同。

本发明可应用于三相桥式全控整流电路所能应用的场合，如直流电弧炉电源、电解、电 镀、电化等电源，具有较大的经济效益和社会效益。