一種低壓大電流直流電源制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種低壓大電流直流電源，用以解決現(xiàn)有直降式有載調(diào)壓供電方式控制方法復(fù)雜、操作麻煩，在大電流側(cè)設(shè)計(jì)觸發(fā)及其保護(hù)電路難度大、成本高的問題。本實(shí)用新型專利技術(shù)在一次側(cè)（小電流側(cè)）增加交流（交-交）調(diào)壓電路，通過改變開關(guān)管觸發(fā)角控制調(diào)整一次側(cè)電壓，不用再進(jìn)行有載調(diào)壓。簡化了電源的控制方法和步驟，而且將控制放在小電流側(cè)進(jìn)行，觸發(fā)和保護(hù)電路設(shè)計(jì)較容易。并且，本實(shí)用新型專利技術(shù)采用三個(gè)單相三繞組變壓器，取代原來的一個(gè)三相變壓器，能夠解決三相交流調(diào)壓造成的變壓器磁通量不平衡、進(jìn)而造成的輸出電壓不等的問題。整個(gè)電路在較低電流側(cè)使用可控器件，較高電流側(cè)只需使用二極管整流，從而簡化結(jié)構(gòu)、降低成本。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及一種低壓大電流直流電源，特別涉及一種輸出幾千安培以上電流的可控直流電源。
技術(shù)介紹
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅速發(fā)展以及交流電在工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的缺點(diǎn)日益突出，低壓大電流直流電能得到人們的重視。目前，低壓大電流直流電源廣泛采用直降式有載開關(guān)整流變壓器供電的結(jié)構(gòu)，整流變壓器一次側(cè)帶抽頭，二次側(cè)雙反星形接線，有載開關(guān)作為有級(jí)粗調(diào)，晶閘管作為級(jí)內(nèi)細(xì)調(diào)。該結(jié)構(gòu)電源控制方法復(fù)雜、操作麻煩，在大電流側(cè)設(shè)計(jì)觸發(fā)及其保護(hù)電路難度大；而且整流裝置采用可控器件影響會(huì)電源容量，成本很高
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
·本技術(shù)的目的是提供一種低壓大電流直流電源，用以解決現(xiàn)有直降式有載調(diào)壓供電方式控制方法復(fù)雜、操作麻煩，在大電流側(cè)設(shè)計(jì)觸發(fā)及其保護(hù)電路難度大、成本高的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)的方案是一種低壓大電流直流電源，包括分別連接三相交流電源的三個(gè)交流調(diào)壓電路，每個(gè)交流調(diào)壓電路連接一個(gè)單相整流變壓器，每個(gè)單相整流變壓器具有一個(gè)原邊與兩個(gè)匝數(shù)相等、極性相反的副邊繞組，三個(gè)單相整流變壓器的六個(gè)副邊繞組連接雙反星形整流電路；所述交流調(diào)壓電路包括與對(duì)應(yīng)相原邊繞組串聯(lián)的兩個(gè)反并聯(lián)可控開關(guān)管。所述可控開關(guān)管為IGBT。所述雙反星形整流電路為帶平衡電抗器的雙反星形不控整流電路。各單相整流變壓器的原邊繞組均并聯(lián)有RC阻容吸收電路。各單相整流變壓器的每個(gè)副邊繞組均并聯(lián)有RC阻容吸收電路。本技術(shù)在一次側(cè)(小電流側(cè))增加交流(交-交)調(diào)壓電路，通過改變開關(guān)管觸發(fā)角控制調(diào)整一次側(cè)電壓，不用再進(jìn)行有載調(diào)壓。簡化了電源的控制方法和步驟，而且將控制放在小電流側(cè)進(jìn)行，觸發(fā)和保護(hù)電路設(shè)計(jì)較容易。并且，本技術(shù)采用三個(gè)單相三繞組變壓器，取代原來的一個(gè)三相變壓器，能夠解決三相交流調(diào)壓造成的變壓器磁通量不平衡、進(jìn)而造成的輸出電壓不等的問題。整個(gè)電路在較低電流側(cè)使用可控器件，較高電流側(cè)只需使用二極管整流，從而簡化結(jié)構(gòu)、降低成本。另外，在雙反星形整流電路中，用二極管替換可控開關(guān)管，簡化了相關(guān)電路，而且不會(huì)影響電源容量，成本也較低。附圖說明圖I是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本技術(shù)的電路圖；圖3是本技術(shù)在額定輸出為30V/2000A情況下，純阻性負(fù)載在不同控制角的電流輸出波形；圖4是本技術(shù)在額定輸出為30V/2000A情況下，感性負(fù)載時(shí)不同控制角的電流輸出波形。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)本技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I所示的低壓大電流直流電源，包括依次連接的交流調(diào)壓電路1，單相整流變壓器2，雙反星形整流電路。如圖2，交流調(diào)壓電路I分為三相(A相調(diào)壓電路4、B相調(diào)壓電路5和C相調(diào)壓電路6)，與三個(gè)單相整流變壓器2對(duì)應(yīng)。以A相為例，A相調(diào)壓電路4由串聯(lián)在A相整流變壓器Tl的兩個(gè)反并聯(lián)IGBT構(gòu)成。作為其他實(shí)施方式，也可以采用其它可控開關(guān)管替代IGBTjB GT0，電力場效應(yīng)管等等。電路通過改變IGBT的導(dǎo)通角來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流、電壓的控制。 單相整流變壓器2為降壓變壓器，A相整流變壓器Tl，B相整流變壓器T2，C相整流變壓器T3，它們的原本Τ1-1、Τ1-2、Τ1-3分別對(duì)應(yīng)連接調(diào)壓電路4、5、6，每個(gè)單相整流變壓器有兩個(gè)副邊繞組(匝數(shù)相關(guān)、極性相反，Τ1-2、Τ1-3，Τ2-2、Τ2-3，Τ3_2、Τ3-3)，連接成雙反星形，與對(duì)應(yīng)整流二極管(D1-D6)形成雙反星形不控整流電路。每組副邊繞組連接整流二極管，形成兩個(gè)三相半波整流電路，兩個(gè)三相半波整流電路的中性點(diǎn)之間接設(shè)有平衡電抗器Lp，每個(gè)整流二極管的陰極連接在一起構(gòu)成雙反星形不控整流電路的正極，平衡電抗器Lp的中間抽頭構(gòu)成雙反星形不控整流電路的負(fù)極b，如圖2中Rd為負(fù)載。采用三個(gè)單相三繞組變壓器能夠解決三相交流調(diào)壓造成的變壓器磁通量不平衡、進(jìn)而造成的輸出電壓不等的問題。整個(gè)電路在較低電流側(cè)使用可控器件，較高電流側(cè)只需使用二極管整流，從而簡化結(jié)構(gòu)、降低成本。單相整流變壓器原邊、副邊繞組均并聯(lián)有RC阻容吸收電路(RC1-RC9)。RC阻容吸收回路對(duì)繞組在電流瞬變時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行鉗位，并對(duì)電路中因dV/dt對(duì)功率器件所造成的沖擊進(jìn)行抑制，使單相整流變壓器副邊輸出波形平滑的電壓。整流橋臂D1、D3、D5為一組三相半波整流電路，整流橋壁D4、D6、D2為另一組三相半波整流電路，這兩組三相半波整流電路組成了雙反星形整流電路，平衡電抗器Lp保證任意時(shí)刻兩組三相半波整流電路能同時(shí)導(dǎo)電，每組承擔(dān)一半負(fù)載，故二極管的選擇和單相整流變壓器二次繞組額定容量的確定只要按額定電流的一半計(jì)算即可。本專利技術(shù)是適用于熔融石英爐、電阻爐、電解電鍍，實(shí)驗(yàn)測試平臺(tái)等領(lǐng)域的低壓大電流直流電源。圖3、圖4是以額定輸出為30V/2000A時(shí)電路在不同性質(zhì)負(fù)載下輸出的電流波形圖。因?yàn)樵撾娐啡嚯娫?° 30°是不受控的，所以將30°記為交流調(diào)壓器觸發(fā)控制角a的起點(diǎn)，即該處a=0°。圖3是純阻性負(fù)載在控制角為0°、30°、60°時(shí)電流的輸出波形，圖4是感性負(fù)載在控制角為0°、30°、60°時(shí)電流的輸出波形。可見本專利技術(shù)操作簡單、適應(yīng)能力強(qiáng)、動(dòng)態(tài)效果好、使用二極管整流使得電路容量的得到大幅度提高，在實(shí)際中有很大應(yīng)用價(jià)值。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低壓大電流直流電源，其特征在于，包括分別連接三相交流電源的三個(gè)交流調(diào)壓電路，每個(gè)交流調(diào)壓電路連接一個(gè)單相整流變壓器，每個(gè)單相整流變壓器具有一個(gè)原邊與兩個(gè)匝數(shù)相等、極性相反的副邊繞組，三個(gè)單相整流變壓器的六個(gè)副邊繞組連接雙反星形整流電路；所述交流調(diào)壓電路包括與對(duì)應(yīng)相原邊繞組串聯(lián)的兩個(gè)反并聯(lián)可控開關(guān)管。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種低壓大電流直流電源，其特征在于，包括分別連接三相交流電源的三個(gè)交流調(diào)壓電路，每個(gè)交流調(diào)壓電路連接一個(gè)單相整流變壓器，每個(gè)單相整流變壓器具有一個(gè)原邊與兩個(gè)匝數(shù)相等、極性相反的副邊繞組，三個(gè)單相整流變壓器的六個(gè)副邊繞組連接雙反星形整流電路；所述交流調(diào)壓電路包括與對(duì)應(yīng)相原邊繞組串聯(lián)的兩個(gè)反并聯(lián)可控開關(guān)管。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低壓大電流直流電源，其特征在于，所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬建偉，楊丹峰，宋書中，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南科技大學(xué)東海硅產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)研究院，
類型：實(shí)用新型
國別省市：