[发明专利]用于整流的电源设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将三相电流整流为多脉冲(mehrpulsig)直流电流的电源设备，具有至少一个带有一个变压器芯(Transformatorkern)的三相交流变压器或者三个分别具有一个变压器芯的单相交流变压器，其中三相交流变压器包括分别设置在变压器芯的一个芯柱(Schenkel)上的三个第一次级侧线圈，或者这三个单相交流变压器中每一个都包括一个第一次级侧线圈，其中每个次级侧线圈设置在变压器芯的一个芯柱上，并且该电源设备还具有至少一个包括第一整流阀(Stromrichterventile)的整流器(Gleichrichter)，其中第一整流阀与第一次级侧线圈连接为第一整流器。

背景技术

教科书中已经介绍了这样的电源设备。因此，例如在K.Heumann所著的教科书《Grundlagen der Leistungselektronik》，ISBN 3-519-06110-4中介绍了一种电源设备，其中三相交流变压器的次级侧线圈与第一整流阀连接为M3整流器。

利用该教科书中所述的电源设备，可以利用来自交流电路的电流对直流负载进行供电。在电源设备的输出端能分接(abgreifbar)大小基本上由变压器的变压比决定的直流电压。直流电压的大小是不可变的。

但是已知直流负载在不同的情形下必须被供给以不同大小的直流电压。在一简单的情形下，直流负载应被施加以具有两个不同大小的直流电压。

通过使用可控的整流阀使得能够简单地实现M3整流器输出端上的不同直流电压，这在同一教科书中有介绍。可控的整流阀例如可以以相位截止(Phasenanschnitt)来运行。因此，整流器输出端上的电压至少在一范围中可以无级地调节。

但是，借助于相位截止对电压进行调节具有以下缺点：功率因数因为对可控的整流阀进行控制的控制角越大谐振分量就越高以及由此导致的失真无功功率(Verzerrungsblindleistung)而降低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是改进开头所提类型的电源设备，使得可以在功率因数高的情况下提供至少两个输出电压。本发明的另一任务是在整流器的输出端提供尽可能恒定的直流电压。

根据本发明，该结束问题是通过以下方式解决的：电源设备具有用于改变三相交流变压器或三个单相交流变压器的变压比的装置。通过改变三相交流变压器或三个单相交流变压器的变压比，可以在整流器的输出端提供不同的电压，而使得能够实现次级侧相位截止的变压器次级侧上的整流阀对此不是必须的。由此可以在具有由变压器的所设置的变压比预先给定的输出电压的电源设备运行时可以实现高的功率因数。

根据本发明的电源设备因此可以被构造为使得：

三相交流变压器具有分别与一个第一次级侧线圈一起设置在一个芯柱上的三个第一初级侧线圈和三个第二初级侧线圈，或者

三个单相交流变压器中每一个都在其变压器芯的一个芯柱上具有第一初级侧线圈和第二初级侧线圈。

这样的电源设备的用于改变变压比的装置可以包括可控开关。在一根据本发明的电路结构中，借助于可控开关，每个第二初级侧线圈可以与三相交流变压器的同一芯柱上或一个单相交流变压器的同一变压器芯上的第一初级侧线圈直接地或者间接地串联连接。

根据本发明的电源设备可以具有三个第三初级侧线圈。借助于可控开关，每个第三初级侧线圈可以与三相交流变压器的同一芯柱上或单相交流变压器之一的同一变压器芯上的第一初级侧线圈或与三相交流变压器的同一芯柱上或单相交流变压器之一的同一变压器芯上的第一初级侧线圈和第二初级侧线圈直接地或间接地串联连接。在该上下文中，直接地串联连接是指与同一芯柱上的第一初级侧线圈、并且在可能的情况下还有第二初级侧线圈相同的电流流过每个第三初级侧线圈。在该上下文中，间接地串联连接是指同一芯柱上的第一初级侧、并且在可能的情况下还有第二初级侧线圈的部分电流(Teilstrom)流过每个第三初级侧线圈。

对于根据本发明的一电源设备，借助于第一可控开关和第二可控开关，可以将第二初级侧线圈和第三初级侧线圈的并联电路与三相交流变压器的同一芯柱上或单相交流变压器之一的同一变压器芯上的第一初级侧线圈串联连接。

电源设备可以具有功率调节器，利用功率调节器能调节从三相交流变压器的初级侧能传输到其次级侧或从这三个单相交流变压器的初级侧能传输到其次级侧的功率。利用该功率调节器，可以调节从电源设备传输到连接到整流器输出端的负载的功率。