主動前端集中可控整流器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種主動前端集中可控整流器，包括直流母線和交流電網，在直流母線和交流電網之間設置有LC濾波電路，和一個由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路及一個大容量的電解電容濾波電路；三相交流電通過LC濾波電路后，進入由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路進行整流后，再通過大容量的電解電容濾波電路平滑濾波，得到高穩定度的直流母線；直流母線電壓值可設置，這是AC/DC變換器的整流狀態；由感性負載的能量返回造成直流母線電壓升高、大于設定值時，能量會經過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經過LC濾波進入電網，這是DC/AC逆變的回饋狀態。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種集中可控整流器，屬于整流電源

技術介紹
傳統的整流電源采用晶閘管整流、二極管整流技術，這類產品的輸入端功率因數低，諧波含量高，對電網造成諧波污染，增大線損，同時占用變壓器容量，效率很低。為了提高電能質量，常用的措施有增加無功補償及濾波器；或者使用多繞組整流變壓器及多相整流技術。這些措施的缺點是(I)需要購買新設備，投資增大；(2)設備的體積很大；(3)無法實現回饋制動，制動能量都白白浪費掉。由于現有的充電機產品前端整流器件使用的是三相不可控整流，造成電網側諧波電流大，功率因數低，在使用有源可控整流器后，這些問題就可以解決。目前國內使用可控前端整流設備中基本是以單相APFC為主，當使用到三相設備中，使用三個APFC設備并聯應用，也可以達到提高功率因數、抑制諧波的目的，但是這樣來做，一是功率不可能做的很高，另外三相并聯做起來也比復雜。
技術實現思路
本技術需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種主動前端集中可控整流器，它采用三相全控技術，實現整流和逆變的能量雙向變換，單機大功率，并聯容易，可大大提高系統可靠性和集成簡易化。為解決上述問題，本技術采用如下技術方案本技術一種主動前端集中可控整流器，包括直流母線和交流電網，在直流母線和交流電網之間設置有LC濾波電路，和一個由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路及一個大容量的電解電容濾波電路；三相交流電通過LC濾波電路后，進入由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路進行整流后，再通過大容量的電解電容濾波電路平滑濾波，得到高穩定度的直流母線；直流母線電壓值可設置，這是AC/DC變換器的整流狀態；由感性負載的能量返回造成直流母線電壓升高、大于設定值時，能量會經過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經過LC濾波進入電網，這是DC/AC逆變的回饋狀態。本技術是一種高效全控AC/DC變換器，也可以進行DC/AC逆變，實現了電網與直流母線間能量的雙向流動，具有高效的諧波抑制和能量回饋功能。由于本技術摒棄了落后的固定橋式二極管整流模式，無論在整流還是在回饋狀態下工作時，都是通過IGBT開關狀態的切換來實現相應的功能；因此使用了有源整流器后，負載設備對電網造成的諧波含量< 3%，功率因數也接近于1，大大減小了對電網的干擾。IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)是絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；M0SFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。本技術屬于整流電源
，是集中整流、直流供電、回饋電網的共直流母線產品，可用于電動汽車充電機的整流裝置、變頻器母線和設備的回饋裝置、光伏發電逆變器、風力發電變流器和儲能變流器，它采用三相全控技術，實現整流和逆變的能量雙向變換，單機大功率，并聯容易，可大大提高系統可靠性和集成簡易化。附圖說明圖I為本技術原理框圖。具體實施方式如圖I所示，本技術一種主動前端集中可控整流器，包括直流母線和交流電網，在直流母線和交流電網之間設置有LC濾波電路，和一個由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路及一個大容量的電解電容濾波電路；三相交流電通過LC濾波電路后，進入由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路進行整流后，再通過大容量的電解電容濾波電路平滑濾波，得到高穩定度的直流母線；直流母線電壓值可設置，這是AC/DC變換器的整流狀態；由感性負載的能量返回造成直流母線電壓升高、大于設定值時，能量會經過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經過LC濾波進入電網，這是DC/AC逆變的回饋狀態。本技術是一種高效全控AC/DC變換器，也可以進行DC/AC逆變，實現了電網與直流母線間能量的雙向流動，具有高效的諧波抑制和能量回饋功能。由于本技術摒棄了落后的固定橋式二極管整流模式，無論在整流還是在回饋狀態下工作時，都是通過IGBT開關狀態的切換來實現相應的功能；因此使用了有源整流器后，負載設備對電網造成的諧波含量< 3%，功率因數也接近于1，大大減小了對電網的干擾。IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)是絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；M0SFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。本技術屬于整流電源
，是集中整流、直流供電、回饋電網的共直流母線產品，可用于電動汽車充電機的整流裝置、變頻器母線和設備的回饋裝置、光伏發電逆變器、風力發電變流器和儲能變流器，它采用三相全控技術，實現整流和逆變的能量雙向變換，單機大功率，并聯容易，可大大提高系統可靠性和集成簡易化。最后應說明的是顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本技術所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此 所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本技術的保護范圍之中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種主動前端集中可控整流器，其特征在于：包括直流母線和交流電網，在直流母線和交流電網之間設置有LC濾波電路，和一個由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路及一個大容量的電解電容濾波電路；三相交流電通過LC濾波電路后，進入由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路進行整流后，再通過大容量的電解電容濾波電路平滑濾波，得到高穩定度的直流母線；直流母線電壓值可設置，這是AC/DC變換器的整流狀態；由感性負載的能量返回造成直流母線電壓升高、大于設定值時，能量會經過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經過LC濾波進入電網，這是DC/AC逆變的回饋狀態。

【技術特征摘要】
1. 一種主動前端集中可控整流器，其特征在于包括直流母線和交流電網，在直流母線和交流電網之間設置有LC濾波電路，和ー個由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路及ー個大容量的電解電容濾波電路；三相交流電通過LC濾波電路后，進入由IGBT組成的三相全橋整流/逆變電路進行整流后，再通過大...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙嵐，孫卓，于勝濤，
申請(專利權)人：北京東方欣博通機電工程技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：