[发明专利]一种36脉波大功率变频整流变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种整流变压器，尤其是与36脉波大功率变频器配套的整流变压器。

背景技术

国际性的能源危机，使高效节能技术和设备系统有了需求的迫切性，另一方面，电力电子技术出现了突破，从整流阶段发展到逆变器阶段，为实现功率调节串级调整等系统，节能提供了实现技术的可能，80年代变频器技术作为一种节能技术开始在主要工业化国家中得到广泛运用。变频不但起节能作用还起到精密工艺控制的作用。变频器调速具有调速范围广，调速精度高，动态响应好等优点。

同时具备矢量控制和能量回馈等高级功能的高压变频器已被广泛应用于电力、石油、石化、冶金、化工、市政、供水、矿山、有色、水泥、纺织、造纸、印染、船舶、铁路等多个行业，在环保节能意识提高，国家政策推动和企业经济利益的驱动下，高压变频应用的广度和深度正日益得到提高，行业进入爆发性增长时期，中国的发电总量的66％消耗在电动机上，根据《电动机调速技术产业化途径与对策的研究》中预测高压变频的潜在市场高达1015亿元。

以前的高压变频器，由可控硅整流，可控硅逆变等器件构成，缺点很多，谐波大，对电网和电机都有影响。近年来，发展起来的一些新型器件将改变这一现状，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它们构成的高压变频器，性能优异，可以实现PWM逆变，甚至是PWM整流。不仅具有谐波小，功率因数也有很大程度的提高。

由于高压大功率变频器在国内各行业取得可喜的节能效果，成为国家发改委重点推广的十大工程之一，但其输入整流电流谐波泄放成为一大危害。谐波的危害众所周知，配电电缆、变压器谐波容易使电网或燃油发电机产生局部的并联或串联谐振，产生附加损耗，使噪音增大，会造成空气开关、继电器和接触器等误动作、发电机喘振等不良后果，降低发电、输电设备利用率，谐波也对周围环境产生电磁干扰，影响通讯质量和设备的正常工作，使常规电气仪表测量不准确，从而造成电网的严重污染。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明的目的在于提出一种降低变频器往电网泄放谐波的整流变压器，能减少高压高性能大功率变频器对电网谐波泄放的污染。

本发明一种36脉波大功率变频整流变压器，包括设于支架上的采用Y形接法的三相输入初级绕组和采用外延三角形接法移相的次级绕组，所述的次级绕组分三个群组，其中每个群组包括6个移相组，其移相角分别为+25°、+15°、+5°、-5°、-15°、-25°，各移相组角差10°，每相由若干个功率单元串联而成，三相次级输出相邻相之间互差10°，该6个移相组由三相不同时序脉冲控制触发可控硅或功率开关器件IGBT得到正负各18脉波；该每个移相组有3个抽头，则每个群组共有18个抽头对应连接设置于支架一侧的输出线排，共有三组输出线排用于连接变频器。

本发明一种36脉波大功率变频整流变压器采用多重化设计，把变频器的中压分解成多组电压叠加，使功率器件可选用低压大电流的器件，降低变频器件成本，提高变频器可靠性。该初级绕组采用Y形接法，绕成筒式线圈；该次级绕组采用饼式线圈，用母线夹作饼间绝缘，使散热设计取得良好的效果，采用饼式线圈加上纠结换位技术有效地使18个次级绕组形成的短路阻抗值比较接近；本发明能达到变频器＜5％网侧电流谐波泄放，且结构紧凑、体积小，安装简单、现场配线少、调试方便。

附图说明

图1为本发明的36脉波整流变原理框图；

图2为本发明的工作原理方框图；

图3为图2中分相功率单元的串联图；

图4为本发明的结构示意图；

图5为本发明中36脉波矢量图；

图6为本发明中a群中6个移相组和18个功率单元的接线示意图；

图7至图12分别为本发明中a群中的±25°，±15°，±5°矢量合成的移相相角示意图。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。

具体实施方式

针对多重化、高压、变频器为交-直-交型单元串联多电平电压源变频调速器，与之配套的36脉波整流变压器原理框图如图1所示。为了得到所需的一定数值的高电压，变压器1的每相输出需由多个功率单元21串联而成，该功率单元数的多少视电压高低而定，本发明以每相为6个功率单元，三相共18个功率单元为例，每个功率单元承受全部的电机电流、1/6的相电压、1/18的输出功率。该18个功率单元在变压器1上共有三相输入绕组。该功率单元之间及变压器二次绕组11之间相互绝缘。