專利名稱：主動前端集中可控整流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種集中可控整流器，屬于整流電源技術領域。
背景技術：
傳統(tǒng)的整流電源采用晶閘管整流、二極管整流技術，這類產(chǎn)品的輸入端功率因數(shù)低，諧波含量高，對電網(wǎng)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(zhì)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(xiàn)回饋制動，制動能量都白白浪費掉。由于現(xiàn)有的充電機產(chǎn)品前端整流器件使用的是三相不可控整流，造成電網(wǎng)側(cè)諧波電流大，功率因數(shù)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(nèi)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(lián)應用，也可以達到提高功率因數(shù)、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(lián)做起來也比復雜。

實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術問題就在于克服現(xiàn)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(xiàn)整流和逆變的能量雙向變換，單機大功率，并聯(lián)容易，可大大提高系統(tǒng)可靠性和集成簡易化。為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案本實用新型一種主動前端集中可控整流器，包括直流母線和交流電網(wǎng)，在直流母線和交流電網(wǎng)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(wěn)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(tài)；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(jīng)過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經(jīng)過LC濾波進入電網(wǎng)，這是DC/AC逆變的回饋狀態(tài)。本實用新型是一種高效全控AC/DC變換器，也可以進行DC/AC逆變，實現(xiàn)了電網(wǎng)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。由于本實用新型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(tài)下工作時，都是通過IGBT開關狀態(tài)的切換來實現(xiàn)相應的功能；因此使用了有源整流器后，負載設備對電網(wǎng)造成的諧波含量< 3%，功率因數(shù)也接近于1，大大減小了對電網(wǎng)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(qū)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(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；M0SFET驅(qū)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(yōu)點，驅(qū)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(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。本實用新型屬于整流電源技術領域，是集中整流、直流供電、回饋電網(wǎng)的共直流母線產(chǎn)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(fā)電逆變器、風力發(fā)電變流器和儲能變流器，它采用三相全控技術，實現(xiàn)整流和逆變的能量雙向變換，單機大功率，并聯(lián)容易，可大大提高系統(tǒng)可靠性和集成簡易化。

圖I為本實用新型原理框圖。
具體實施方式如圖I所示，本實用新型一種主動前端集中可控整流器，包括直流母線和交流電網(wǎng)，在直流母線和交流電網(wǎng)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(wěn)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(tài)；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(jīng)過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經(jīng)過LC濾波進入電網(wǎng)，這是DC/AC逆變的回饋狀態(tài)。本實用新型是一種高效全控AC/DC變換器，也可以進行DC/AC逆變，實現(xiàn)了電網(wǎng)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。由于本實用新型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(tài)下工作時，都是通過IGBT開關狀態(tài)的切換來實現(xiàn)相應的功能；因此使用了有源整流器后，負載設備對電網(wǎng)造成的諧波含量< 3%，功率因數(shù)也接近于1，大大減小了對電網(wǎng)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(qū)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(yōu)點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動電流較大；M0SFET驅(qū)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(yōu)點，驅(qū)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(tǒng)如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。本實用新型屬于整流電源技術領域，是集中整流、直流供電、回饋電網(wǎng)的共直流母線產(chǎn)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(fā)電逆變器、風力發(fā)電變流器和儲能變流器，它采用三相全控技術，實現(xiàn)整流和逆變的能量雙向變換，單機大功率，并聯(lián)容易，可大大提高系統(tǒng)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實用新型所作的舉例，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實用新型的保護范圍之中。
權(quán)利要求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(wǎng)，在直流母線和交流電網(wǎng)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，再通過大容量的電解電容濾波電路平滑濾波，得到高穩(wěn)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(tài)；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(jīng)過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經(jīng)過LC濾波進入電網(wǎng)，這是DC/AC逆變的回饋狀態(tài)。
專利摘要本實用新型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(wǎng)，在直流母線和交流電網(wǎng)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(wěn)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(tài)；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(jīng)過由IGBT組成的三相全橋整流/逆變單元進行逆變后，再經(jīng)過LC濾波進入電網(wǎng)，這是DC/AC逆變的回饋狀態(tài)。
文檔編號H02M7/757GK202617035SQ20122024870
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者趙嵐, 孫卓, 于勝濤 申請人:北京東方欣博通機電工程技術有限公司