[发明专利]多级电力变压系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级电力变压系统及其控制方法，更具体地涉及一种能够产生高电压及高频率的电力的多级电力变压系统及其控制方法。

背景技术

一般而言，工业用臭氧发生器的电力变压装置，为了制造高电压，在常用电源中接入变压器或低频率变流器和变压器来产生高电压。但存在如下问题：因常用电源或低频率变流器的频率被固定且较低，由此，极大限制臭氧发生量。因有的臭氧放电管的材质制造是通过在当前玻璃管上涂敷金属而产生电极，因而接入频率需要保持在1kHz以下，但放电管的电极若换为陶瓷管，就需要几~10kHz左右的频率，同时通过提高频率能够减少共振用反应器的容量及尺寸。但是为了制造高电压来提高变压器的电压，从而起到降低臭氧放电管的绝缘强度的做法不仅降低效率，且提高了投入的成本，由此，需要一种既能够满足臭氧放电管的特性又具有高效率低成本的电力变压装置。

图1为现有技术的高频率多级电力变压系统的简要结构图。参照图1，现有技术的多级电力变压系统包括：电源、换流器部、多级变流器部。具有该结构的多级电力变压系统接入适合负载。电源向多级换流器部供给电力；换流器部接收从电源接入的交流电压，转换为直流电压而输出；多级变流器部接收从换流器部输出的直流电压，转换为单相的高频率交流电压，而后输出至负载即臭氧发生器。

图2至图7显示系统运行模式的电流流动的电路图，图8为显示输出电压的系统运行模式的电流及电压图表。

参照图2至图8，从MODE4变更为MODE1时，从MODE2变更为MODE3时，电流的方向从绝缘栅双极型晶体管的总开关转换为续流二极管通道，并产生高的峰值电压(spike voltage)。该现象不在该普通变流器出现，但在单相共振负载方式下出现的现象；是一种随着电流的极性变化而变化的现象；电压和电流的相位差为迟相时不会出现，只在电压和电流的相位差为同相或进相时发生，即，在无电压的零电压状态下，电流的极性变化时发生，但在直流连接下不发生电流的区间，即在各个绝缘栅双极型晶体管内电流循环时发生。峰值电压(spike voltage)是指，在电流单向从元件的一端流向另一端而电流慢慢逆向流动时，分别经过元件的一端和另一端的电压差较大的情况，为两级时，该电压在正常情况下只产生在使用的绝缘栅双极型晶体管的内压范围内，不会超过绝缘栅双极型晶体管的额定电压，但在多级的情况下，另一级的电压一同增加，峰值电压发生超过本身额定电压，由此，使得元件发生损伤，在多级电力变压系统中，因产生超过绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar mode transistor)的内压的峰值电压，而存在绝缘栅双极型晶体管的烧毁及输出电压受影响的问题。因此，需要开发多级电力变压系统，使得在无电压的零电压状态下改变电流的极性时峰值能够得到抑制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种多级电力变压系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括电源部、换流器部、多级变流器部、峰值电压抑制部和负载，所述多级变流器部接收从电源部接入的三相电压，转换为直流电压并输出；所述峰值电压抑制部设置于所述多级变流器部和所述负载之间，在所述多级变流器部与负载之间形成并联的电阻，将输出至所述负载的电流方向发生改变时发生的峰值电压降到最小化。

优选的，还包括变压器部，所述变压器部并联设置于多级变流器部与负载之间，接收所输入的多级变流器部的功率，转换为高电压并输出至所述负载。

优选的，所述换流器部包括第一换流器模块和第二换流器模块；所述多级变流器部包括第一变流器模块和第二变流器模块；所述峰值电压抑制部由峰值电压抑制节点连接线构成，所述峰值电压抑制节点的两端分别连接于第一变流器模块与负载之间的连接线和第二变流器模块与负载之间的连接线，所述峰值电压抑制节点连接线依次包括电阻R1、电容C5、电容C6和电阻R2，所述电容C5与电容C6之间的连接点接地连接。

优选的，所述峰值电压抑制部连接有电压测定模块，该电压测定模块分别测定第一变流器模块和第二变流器模块的输出电压大小；所述电阻R1和电阻R2为电位计，根据通过电压测定模块测定的第一变流器模块和第二变流器模块的输出电压的大小分别改变所述电阻R1和电阻R2的阻值。