[发明专利]直流电增能的方法

说明书

技术领域：

本发明方法属于发电、输电、变电领域，涉及发电机、变压器和整流器，具体来说涉及一种由同步发电机发电、或再加入变压器变压，而后通过整流器获得直流电增能的方法。 

背景技术：

当今应用中的直流电源，基本上不再使用直流发电机，而改为采用同步型交流发电机，然后通过整流器变换为直流电的模式，从电网取电实际上也等同于从大型交流发电机取电。不管是大型、中型或小型机组，通常采用交流三相同步发电机的星形接法和线电压输出接入三相桥式整流器，将交流电整流为直流电加以应用。殊不知这样一种应用会产生相当大的电压损失和功率损失，不能完全利用交流发电机的能力，相应地降低了发电机组的输出潜力和效率，造成设备和能源的浪费。 

也就是说，目前的三相同步发电机和三相电网体系在涉及直流电应用过程中，存在着一个先天性体制缺陷——线电压损失。 

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术不足之处而提供一种能消除线电压损失、达到增加机组功率输出和效率的直流电增能的方法。 

本发明的目的是通过以下措施来实现：一种直流电增能的方法，其特征在于：采用如下步骤： 

在传统的由三相交流同步发电机、和/或三相变压器、三相整流器组成的直流电源系统中，采用由三相以上的交流同步发电机、与交流同步发电机匹配的同相数的整流器进行替代组成节能型直流电源系统。 

所述三相以上可以是奇数相或偶数相，选择偶数相能得到较大的增能。 

所述交流同步发电机是下述中的任一种：永磁同步机、励磁同步机、永磁励磁复合型同步机、无刷交流同步发电机、风电机组中带齿轮箱的高速同步发电机、低速直驱型同步机、中速半直驱同步机、有双定子双转子的PCT同步发电机。 

所述同相数的整流器结构为半控型或全控型的线路，控制形式为半控型中的相位控制或者全控型中的PWM脉冲宽度控制；或是全控型或半控型的器件，同相整流器中的整流管可采用半控型器件中的可控硅，也可以是GTO、IGBT、VMOS管，或者晶体管、达林顿管等全控型器件。 

所述整流器后或并联有一组蓄电池、或并联滤波电容，或前述两者的接合。 

本发明还可以采取如下方法： 

一种直流电增能的方法，其特征在于：采用如下步骤： 

在传统的由三相交流同步发电机、和/或变压器、整流器组成的直流电源系统中，所述整流器采用六相电或准六相电的整流器结构，同时变压器作出相应改变以配合六相或准六相整流器结构。 

所述六相电为三相变压器通过反相得到，变压器的三个初级绕组接三相电源，中心抽头彼此连接的三个次级绕组输出U、V、W，和-U、-V、-W构成六相输出，变压器的次级绕组采用星形连接，初级绕组采用星形接法或三角形接法。 

所述六相电为通过自耦变压器得到，自耦变压器三个绕组的一端接交流电源A、B、C，其中心抽头互联作为零线，自耦变压器三个绕组的另一端输出-A、-B、-C，三个正倒相绕组的六个端部构成六相输出。 

所述准六相电为将原有的三相电在整流器中虚拟取反，再将取反后的三相电与原有的三相电相叠加构成。 

所述原有的三相电为以零线为负端的三相半波整流，三相电源的三个相线分别接到三个整流二极管D1-D3的正端，D1-D3的负端为直流输出的正极，零线作直流输出的负极，滤波电容器C1并联于其直流输出正极与零线之间，所述原有的三相电在整流器中取反为原有的三相电为以零线为正端的三相半波整流，三相电源的三个相线分别接到三个二极管D4-D6的负端，D4-D6的正端为直流输出的负极，零线作直流输出的正极，滤波电容器C2并联于直流输出负端与零线之间。 

三相电源为带输出零线的三相发电机、或三相四线制的变压器、或三相四线制的电网。 

所述直流输出的正极与直流输出的负极之间并接有电容C3。 

所述整流器中的整流管为下列半控型或全控型电子器件：可控硅整流管、绝缘栅双极型晶体管IGBT、开关管、金属氧化物场效应管、门极可关断晶闸管、大功率开关晶体管、达林顿管或由上述单元器件构成的模块。 

三相电源的零线与串接的滤波电容C1、C2的连接点之间设有开关S，所述开关S为下列半控型或全控型电子器件构成的双向电子器件：可控硅整流管、绝缘栅双极型晶体开关管、金属氧化物MOSFET或VMOS场效应管、门极可关断晶闸管GTO、大功率开关晶体管、达林顿管或由上述单元器件构成的模块， 开关S可以采用模拟控制，或开关控制。