[发明专利]D型不对称24脉自耦变压整流器

说明书

本发明公开了D型不对称24脉自耦变压整流器，包括D型不对称24脉自耦变压器和4个整流桥，4个整流桥的输出正、负分别并接作为正、负输出端。此自耦变压器每相原边1个绕组，具有三个中间抽头，每相副边3个独立绕组。通过改变自耦变压器副边绕组的绕制位置、同名端，以及原边绕组中间抽头位置，形成8种不同的变压器方式；每种方式的变压器输出4组幅值不等的三相对称电压，送至4个整流桥，即1个主整流桥和3个辅整流桥。主整流桥与3个辅整流桥的每相共构成24个相位依次差15°的幅值相等的电压矢量，每15°只有2个二极管同时导通，形成24脉直流输出电压。本发明每相仅4个绕组，且不需要输出平衡电抗器，结构简单。

技术领域

本发明属于电能变换技术领域，特别涉及了D型不对称24脉自耦变压整流器。

背景技术

多电技术在民机领域的广泛使用对飞机电源提出更严苛的要求，对于机载电子设备，国军标GJB181A-2003及民航飞机适航标准RTCA_DO-160E要求其交流侧输入电流总谐波含量 (THD)小于10％。12脉整流器的输入电流THD高达15.2％，18脉整流的输入电流THD仍有10.11％，都需要采取一定的滤波技术来降低输入电流谐波含量，而24脉整流器的输入电流THD理论值仅为7.57％，不需要采取任何的滤波措施，适用于对谐波含量要求较高的场合。然而现有的24脉整流器中24脉变压器的结构较为复杂，并且需要在输出端接六个平衡电抗器才能保证整流桥独立工作，系统较复杂。目前航空上使用最广泛的仍为12脉和18脉变压整流器，24脉变压整流器没有得到广泛的应用。

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D型不对称24脉自耦变压整流器，其包括8种变压器方式，省去了平衡电抗器，并降低了变压器绕组连接的复杂性。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

D型不对称24脉自耦变压整流器，包括D型不对称24脉自耦变压器，1个主整流桥和3个辅整流桥，4个整流桥的输出正直接连接作为正输出端，4个整流桥的输出负直接连接作为负输出端。所述D型自耦变压器包括A相、B相、C相，所述A相、B相、C相均包含1 个带有三个中间抽头的原边绕组和3个副边绕组；其中原边绕组分别为ab、bc、ca，每相原边绕组匝数均为Np，以A相为例，中间抽头ar、as、at将A相原边分为四段aar、aras、asat、 atb，其匝数分别为Np1、Np2、Np3、Np4，其中，aar段端点a为同名端，aras段端点ar为同名端，asat段端点as为同名端，atb段端点at为同名端；B相、C相与A相类似；三相共九个副边绕组分别为ara1、asa2、ata3、brb1、bsb2、btb3、crc1、csc2、ctc3，其中ara1、brb1、 crc1的匝数为Ns1，asa2、bsb2、csc2的匝数为Ns2，ata3、btb3、ctc3的匝数为Ns3。该自耦变压器原边绕组连接方式，以A相为例：A相原边的端点a为电源A相输入端，并连接C相原边的端点a，且作为主整流桥的A相输入端；A相原边的端点b为电源B相输入端，并连接B相原边的端点b，且作为主整流桥的B相输入端；A相原边的三个中间抽头ar、as、at 分别连接至副边绕组ara1、asa2、ata3的端点ar、as、at；B相、C相连接方式与A相类似；该自耦变压器副边绕组连接方式为：副边绕组的端点a1～a3、b1～b3、c1～c3作为3个辅整流桥的三相输入端，副边绕组的端点ar、as、at分别连接至A相原边绕组的中间抽头ar、as、 at，副边绕组的端点br、bs、bt分别连接至B相原边绕组的中间抽头br、bs、bt，副边绕组的端点cr、cs、ct分别连接至C相原边绕组的中间抽头cr、cs、ct。通过改变自耦变压器副边绕组的绕制位置、同名端，以及原边绕组中间抽头位置即变压器原边每段的匝数，形成8种不同的变压器方式，每种方式的变压器输出4组幅值不等的三相对称电压，送至4个整流桥，主整流桥与3个辅整流桥的每相共构成24个相位依次差15°的幅值相等的电压矢量，每15°只有2个二极管同时导通，形成24脉直流输出电压；8种方式的自耦变压器的副边绕组匝数 Ns1、Ns2、Ns3与原边绕组匝数Np的关系均为：Ns1∶Np＝0.1155，Ns2∶Np＝0.1547， Ns3∶Np＝0.1155。