[发明专利]基于星型原边绕组移相的24脉冲航空自耦变压整流器

说明书

技术领域

本发明属于电能变换技术领域，特别涉及了基于星型原边绕组移相的24脉冲航空自耦变压整流器。

背景技术

在工频整流领域，多脉冲整流技术是减小网侧电流谐波含量的一种重要方法。传统的12脉冲变压整流器，利用隔离变压器副边绕组Y型和△型不同的连接方式使两组三相电压产生30°相移，经不控整流后，并联输出含12个脉波的直流电源，消除了输入电流中的5、7次谐波分量。这种方案结构简单，具有较高的可靠性和过载能力，不过其变压器等效容量较大，为输出功率的1.03倍。采用自耦变压器代替隔离变压实现移相，如差接△式、P型、星型绕组结构的12脉自耦整流变压器，其等效容量仅为输出功率的18％左右，可有效减小变压整流系统的体积和重量。

无论是隔离式还是自耦式12脉整流器，其输入电流总谐波含量(THD)达15％，难以满足日益提高的输入电流谐波要求，如民航适航标准RTCA DO-160E和国军标GJB181A-2003均规定交流用电设备总畸变电流的均方根值不应超过基波电流有效值的10％。增加脉冲数可进一步降低输入谐波含量和输出脉动系数，在12脉整流器的基础上，改变自耦变压器结构，增加一组输出电压，可实现18脉变压整流系统，然而其输入电流THD理论值为10.11％，仍然超出谐波标准的要求。基于差接△绕组结构的24脉冲变压整流系统，输入电流含24阶梯波，可进一步减小输入电流THD，然而变压器每相绕组数量较多(7组)，连接较为复杂。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供基于星型原边绕组移相的24脉冲航空自耦变压整流器，它的输入谐波含量低，且变压器绕组、铁芯用量较少，体积小，重量轻。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

包括星型原边绕组移相自耦变压器和第一～第四三相整流桥，所述星型原边绕组移相自耦变压器包括A、B、C三相，所述A、B、C三相的原边均包含一个长绕组和一个短绕组，A、B、C三相的短绕组的首端对应输入三相交流电，每一相的短绕组的末端分别连接该相长绕组的首端，A、B、C三相长绕组的末端相互连接并作为中性点，A、B、C三相均包含4个副边绕组，将这4个副边绕组依次定义为第一～第四副边绕组，A相的第一副边绕组的首端连接第一三相整流桥的B相输入端，A相的第一副边绕组的末端连接B相的短绕组的首端，A相的第二副边绕组的首端连接第四三相整流桥的C相输入端，A相的第二副边绕组的末端连接C相的短绕组的首端，A相的第三副边绕组的首端连接第二三相整流桥的B相输入端，A相的第三副边绕组的末端连接B相长、短绕组的公共端，A相的第四副边绕组的首端连接第三三相整流桥的C相输入端，A相的第四副边绕组的末端连接C相长、短绕组的公共端；B相的第一副边绕组的首端连接第四三相整流桥的A相输入端，B相的第一副边绕组的末端连接A相的短绕组的首端，B相的第二副边绕组的首端连接第一三相整流桥的C相输入端，B相的第二副边绕组的末端连接C相的短绕组的首端，B相的第三副边绕组的首端连接第三三相整流桥的A相输入端，B相的第三副边绕组的末端连接A相长、短绕组的公共端，B相的第四副边绕组的首端连接第二三相整流桥的C相输入端，B相的第四副边绕组的末端连接C相长、短绕组的公共端；C相的第一副边绕组的首端连接第一三相整流桥的A相输入端，C相的第一副边绕组的末端连接A相的短绕组的首端，C相的第二副边绕组的首端连接第四三相整流桥的B相输入端，C相的第二副边绕组的末端连接B相的短绕组的首端，C相的第三副边绕组的首端连接第二三相整流桥的A相输入端，C相的第三副边绕组的末端连接A相长、短绕组的公共端，C相的第四副边绕组的首端连接第三三相整流桥的B相输入端，C相的第四副边绕组的末端连接B相长、短绕组的公共端。

进一步地，A相的长绕组与短绕组的匝数比为1:0.073，A相的长绕组与第三副边绕组的匝数比为1:0.141，A相的长绕组与第四副边绕组的匝数比为1:0.141，A相的长绕组与第一副边绕组的匝数比为1:0.414，A相的长绕组与第二副边绕组的匝数比为1:0.414。

进一步地，B相的长绕组与短绕组的匝数比为1:0.073，B相的长绕组与第三副边绕组的匝数比为1:0.141，B相的长绕组与第四副边绕组的匝数比为1:0.141，B相的长绕组与第一副边绕组的匝数比为1:0.414，B相的长绕组与第二副边绕组的匝数比为1:0.414。