一種新型大功率整流電路制造技術

本發明專利技術涉及新型大功率整流電路，包括變壓器、全橋MMC換流器、1#二極管整流橋和2#二極管整流橋；全橋MMC換流器的交流側聯接到變壓器的第一次級繞組；全橋MMC換流器的一個直流端和1#二極管整流橋的直流負極連接，全橋MMC換流器的另一個直流端和2#二極管整流橋的直流正極連接；1#二極管整流橋的交流側聯接到變壓器的第二次級繞組。本發明專利技術的有益效果是：本發明專利技術由兩個二極管整流橋和4繞組變壓器構成一個12脈整流電路，12脈整流電路的直流輸出電壓和全橋MMC換流器的直流輸出電壓相疊加后作為本發明專利技術電路的直流輸出電壓，直流側輸出電壓在一定的范圍內連續可調，并且交流側電流諧波含量很低，功率因數在一定范圍內可調。

【技術實現步驟摘要】
一種新型大功率整流電路
本專利技術屬于輸配電系統裝置
，具體涉及一種新型大功率整流電路。
技術介紹
大功率ac/dc整流裝置在電網中得到越來越廣泛的應用。按裝置中所采用的電力電子器件可分為三大類：1)基于二極管器件的完全不可控整流裝置；2)基于半控器件(晶閘管)的可控整流裝置；3)基于全控器件(IGBT/MOSFET)的兩電平或三電平PWM電壓源型可控整流裝置。基于二極管器件的完全不可控整流裝置具有裝置簡單可靠、損耗低的優點，但也存在直流輸出電壓不可調以及交流側電能質量差(諧波)的缺點。基于半控器件(晶閘管)的可控整流裝置雖然其直流輸出電壓連續可調，但存在交流側電能質量更差(諧波和消耗無功功率)的缺點。上述第三類整流裝置，雖然不存在交流側電能質量問題，但存在損耗高、應用到中壓領域時成本高的問題。專利ZL201320048177.X公開了一種基于級聯型電壓源型換流器(全橋MMC換流器)的融冰兼STATCOM技術，其核心是一個直流輸出電壓全范圍連續可調、交流輸入不存在電能質量問題的大功率ac/dc整流裝置。但是由于該技術的電力電子器件全部采用全可控器件(IGBT)，因此其成本較高，損耗大。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術中的不足，提供一種基于二極管整流器和全橋MMC換流器的新型大功率整流電路。這種新型大功率整流電路，包括變壓器、全橋MMC換流器、1#二極管整流橋和2#二極管整流橋；全橋MMC換流器的交流側聯接到變壓器的第一次級繞組；全橋MMC換流器的一個直流端和1#二極管整流橋的直流負極連接，全橋MMC換流器的另一個直流端和2#二極管整流橋的直流正極連接；1#二極管整流橋的交流側聯接到變壓器的第二次級繞組；2#二極管整流橋的交流側聯接到變壓器的第三次級繞組；1#二極管整流橋的直流正極作為整個整流電路的正極，2#二極管整流橋的直流負極作為整個整流電路的負極；變壓器的初級繞組和交流母線連接。作為優選：1#二極管整流橋和2#二極管整流橋與變壓器組成一個12脈整流電路；該12脈整流電路的直流輸出與全橋MMC換流器的直流輸出串聯。作為優選：全橋MMC換流器由兩個參數和結構完全相同的星型接線方式的級聯型STATCOM組成，這兩個STATCOM的交流側聯接到變壓器的第一次級繞組，這兩個STATCOM的中性點分別作為全橋MMC換流器的兩個直流極；全橋MMC換流器的每相均由若干個全橋電路級聯構成。作為優選：全橋MMC換流器與變壓器之間設有隔離開關。作為優選：全橋MMC換流器的兩個直流極之間設有旁路開關。本專利技術的有益效果是：本專利技術由兩個二極管整流橋和4繞組變壓器構成一個12脈整流電路，12脈整流電路的直流輸出電壓和全橋MMC換流器的直流輸出電壓相疊加后作為本專利技術電路的直流輸出電壓，直流側輸出電壓在一定的范圍內連續可調，并且交流側電流諧波含量很低，功率因數在一定范圍內可調，且大部分的功率由12脈二極管整流電路進行AC到DC的變換，電路損耗較低，不需要在交流側配置大量的基于電容器和電抗器的無源濾波器。附圖說明圖1是本專利技術的整體電路結構示意圖；圖2是本專利技術中全橋MMC的電路結構示意圖；圖3是本專利技術中全橋MMC的功率模塊電路結構示意圖。附圖標記說明：交流母線1、變壓器2、全橋MMC換流器3、1#二極管整流橋4、2#二極管整流橋5、電抗器6、隔離開關7、旁路開關8。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術做進一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本專利技術。應當指出，對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提下，還可以對本專利技術進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本專利技術權利要求的保護范圍內。所述新型大功率整流電路是一種基于全橋MMC換流器和二極管整流器的混合型大功率AC/DC整流電路，全橋MMC換流器的直流輸出和二極管整流器的直流輸出串聯，從而實現了大功率AC/DC整流電路直流輸出電壓小范圍可調的功能。而全橋MMC換流器的交流側同時工作在整流和有源濾波狀態，因此在整流的同時還可以濾除二極管整流器產生的諧波電流，使得本專利技術的大功率AC/DC整流電路在交流側具有較好的電能質量。并且整體裝置的損耗也較低(由于大部分功率經過二極管整流器從AC變換到DC)。如圖1所示，所述新型大功率整流電路，由一個4繞組變壓器、一個全橋MMC換流器、兩個完全相同的6脈二極管整流器構成。全橋MMC換流器3的交流側聯接到變壓器2的第一次級繞組；全橋MMC換流器3的一個直流端(N1)和1#二極管整流橋4的直流負極連接，全橋MMC換流器的另一個直流端(N2)和2#二極管整流橋5的直流正極連接；1#二極管整流橋4的交流側聯接到變壓器2的第二次級繞組；2#二極管整流橋5的交流側聯接到變壓器2的第三次級繞組；1#二極管整流橋4的直流正極作為整個整流電路的正極，2#二極管整流橋5的直流負極作為整個整流電路的負極；變壓器2的初級繞組和交流電源連接。兩個二極管整流橋(1#二極管整流橋、2#二極管整流橋)和4繞組變壓器構成一個12脈整流電路。該12脈整流電路的直流輸出電壓和全橋MMC換流器3的直流輸出電壓相疊加(串聯)后作為本專利技術電路的直流輸出電壓。全橋MMC換流器3的直流輸出電壓根據控制器的控制可以在其最大范圍內連續可調，且極性可變。因此本專利技術電路的直流輸出電壓在[(Udc_diode-Udc_MMC)，(Udc_diode+Udc_MMC)]范圍內連續可調，其中Udc_diode是12脈整流電路的直流輸出電壓，Udc_MMC是全橋MMC換流器的最大直流輸出電壓。全橋MMC換流器交流側還可以工作在有源濾波狀態，以濾除12脈整流電路產生的諧波電流。全橋MMC換流器交流側還可以根據系統的需求輸出或吸收一定的無功功率(即工作在STATCOM狀態)，即可以作為動態無功補償器(STATCOM)運行。如圖2所示(全橋MMC換流器的電氣主接線圖)，全橋MMC換流器3由兩個參數和結構完全相同的星型接線方式的級聯型STATCOM構成。這兩個STATCOM的交流側聯接到同一交流電源母線上(即本專利技術的變壓器的一個次級繞組)；這兩個STATCOM的中性點分別作為該全橋MMC換流器的兩個直流極(N1、N2)。MMC換流器的每相均由若干個全橋電路級聯構成，全橋電路如圖3所示。全橋MMC換流器3與變壓器2之間設有隔離開關7。全橋MMC換流器3的兩個直流極之間設有旁路開關8。FB-MMC的交流側連接電抗器6。本專利技術的直流側輸出電壓在一定的范圍內連續可調、交流側電流諧波含量很低、功率因數在一定范圍內可調，且大部分的功率由本專利技術的12脈二極管整流電路進行AC到DC的變換，因此本專利技術損耗較低，不需要在交流側配置大量的基于電容器和電抗器的無源濾波器。本專利技術可以實現高電能質量的大功率ac/dc整流功能，并且其輸出直流電壓可以在其額定值周圍小范圍內連續可調。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種新型大功率整流電路，其特征在于：包括變壓器(2)、全橋MMC換流器(3)、1#二極管整流橋(4)和2#二極管整流橋(5)；全橋MMC換流器(3)的交流側聯接到變壓器(2)的第一次級繞組；全橋MMC換流器(3)的一個直流端和1#二極管整流橋(4)的直流負極連接，全橋MMC換流器(3)的另一個直流端和2#二極管整流橋(5)的直流正極連接；1#二極管整流橋(4)的交流側聯接到變壓器(2)的第二次級繞組；2#二極管整流橋(5)的交流側聯接到變壓器(2)的第三次級繞組；1#二極管整流橋(4)的直流正極作為整個整流電路的正極，2#二極管整流橋(5)的直流負極作為整個整流電路的負極；變壓器(2)的初級繞組和交流母線(1)連接。/n

【技術特征摘要】
1.一種新型大功率整流電路，其特征在于：包括變壓器(2)、全橋MMC換流器(3)、1#二極管整流橋(4)和2#二極管整流橋(5)；全橋MMC換流器(3)的交流側聯接到變壓器(2)的第一次級繞組；全橋MMC換流器(3)的一個直流端和1#二極管整流橋(4)的直流負極連接，全橋MMC換流器(3)的另一個直流端和2#二極管整流橋(5)的直流正極連接；1#二極管整流橋(4)的交流側聯接到變壓器(2)的第二次級繞組；2#二極管整流橋(5)的交流側聯接到變壓器(2)的第三次級繞組；1#二極管整流橋(4)的直流正極作為整個整流電路的正極，2#二極管整流橋(5)的直流負極作為整個整流電路的負極；變壓器(2)的初級繞組和交流母線(1)連接。


2.根據權利要求1所述的新型大功率整流電路，其特征在于：1#二極管整流橋(4)和2#二極管整流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁一橋，
申請(專利權)人：浙江大學城市學院，
類型：發明
國別省市：浙江;33