專利名稱：新型高效節(jié)能pwm工業(yè)整流電源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)整流電源，主要應用于鹽化工、電解、電鍍、電泳和地鐵的直流驅(qū)動電源等領域，尤其是一種新型節(jié)能PWM工業(yè)整流電源。
背景技術：
現(xiàn)有應用于鹽化工、電解、電鍍和電泳等工業(yè)領域的整流電源為:二極管整流、晶閘管直接整流、AC/DC高頻電源和同步整流器等工業(yè)整流裝置，這些整流裝置的網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)低，諧波含量高，已經(jīng)給電網(wǎng)造成了大量的能源浪費。為解決網(wǎng)側(cè)諧波含量高和功率因數(shù)低的問題，人們在諧波抑制和無功補償?shù)确矫孀隽撕芏嗯?，也取得了很多成績，但沒有根本解決此問題，原因是所有可控整流電路用晶閘管構(gòu)成并沿用相控方式，也就無法消除產(chǎn)生諧波和無功的根源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是:提出全新的高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，該整流電源具有網(wǎng)側(cè)電流為正弦波，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近于I的優(yōu)異性能，同時具有電壓穩(wěn)定和動態(tài)響應快等其他整流電源無法具備的優(yōu)點。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源由全控功率器件構(gòu)成的三相半橋或三相全橋功率電路單元，功率驅(qū)動電路單元，網(wǎng)側(cè)電壓和電流取樣和調(diào)理單元，直流輸出側(cè)電壓和電流信號取樣和調(diào)理單元，DSP控制回路單元和網(wǎng)側(cè)電感組成；網(wǎng)側(cè)的電壓和電流的取樣信號，輸出的電壓和電流取樣信號，經(jīng)調(diào)理單元分別與DSP控制電路單元相連接；DSP控制電路單元輸出的驅(qū)動電平信號，經(jīng)驅(qū)動單元電路電平隔離和變換，與功率電路單元相連接；其電網(wǎng)電源通過網(wǎng)側(cè)電感與功率電路單元相連接。本發(fā)明中:新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源的功率電路單元，通過電力變壓器與電網(wǎng)連接。本發(fā)明中:新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源由全控功率器件構(gòu)成三相半橋或三相全橋功率電路單元，其直流輸出直接連接負載，由此組成該電源的VSR電壓型PWM整流電源。本發(fā)明中:新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源由全控功率器件構(gòu)成三相半橋或三相全橋功率電路單元，其直流輸出經(jīng)電感連接負載，其網(wǎng)側(cè)電感連接功率電路端接有濾波電容，由此組成CSR電流型PWM整流電源。本發(fā)明中:其功率電路單元的全控功率器件為IGBT器件，其VSR電壓型PWM整流電源的每個IGBT的源極和漏極并聯(lián)有反向偏置的二極管。本發(fā)明中:其功率電路單元的全控功率器件為IGBT器件，其CSR電流型PWM整流電源的每個IGBT的源極和漏極回路串接有正向偏置的二極管。本發(fā)明中:高效節(jié)能PWM整流電源的功率電路單元的全控功率器件為GTO器件。本發(fā)明的優(yōu)點在于:新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源的交流側(cè)電流為正弦波，功率因數(shù)接近1，諧波小，響應速度快等優(yōu)點，從根本上解決了傳統(tǒng)整流器效率低和對電網(wǎng)污染的問題，是真正意義上的高效節(jié)能綠色電源，該產(chǎn)品實施對企業(yè)節(jié)能減排有重大意義。


圖1是新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源的框圖；圖2是IGBT全橋結(jié)構(gòu)的功率電路單元的VSR型PWM整流電源；圖3是VSR型PWM整流電源的IGBT半橋結(jié)構(gòu)功率電路單元原理圖；圖4是CSR型PWM整流電源的IGBT半橋結(jié)構(gòu)功率電路單元原理圖；圖5是CSR型PWM整流電源的GTO半橋結(jié)構(gòu)功率電路單元原理圖；圖1中BR是功率電路單元，Al交流電壓和電流信號采集和調(diào)理單元，A2直流電壓和電流/[目號米集和調(diào)理單兀，TR是IBGT功率驅(qū)動電路單兀，DSP是控制電路單兀，AC是網(wǎng)電，L是網(wǎng)側(cè)電感，Cl是濾波電容，R是負載電阻。Vl和Il分別是交流電壓和電流信號，V2和12直流輸出側(cè)電壓和電流信號，RA是是TR功率驅(qū)動電路單元的輸出信號，SA是DSP單元輸出的全控功率器件觸發(fā)電平信號，GA是交流采集和調(diào)理單元Al輸出到DSP單元的信號，DA直流采集和調(diào)理單元A2輸出到DSP單元的信號。其工作過程是根據(jù)GA和DA電量信號由DSP根據(jù)算法輸出全控功率器件驅(qū)動信號。圖2中TRF為電力變壓器，LA、LB和LC是網(wǎng)側(cè)電感，HA,HB和HC是全控功率器件單相H橋,DR是功率驅(qū)動電路單元,AA交直流電量信號調(diào)理單元,DSP是控制單元,Cl濾波電容，R為負載電阻。 ΤΟ/HA是A相橋的驅(qū)動信號，TO/ΗΒ是B相橋的驅(qū)動信號，T0/HC是C相橋的驅(qū)動信號；DSP單元的T0/DSP1信號與功率驅(qū)動單元DR的DSPl連接，DSP單元的T0/DSP2電量采集和調(diào)理單元AA的DSP2連接，Κ/P連接外置的鍵盤和顯示器，TOCOM連接外置的通訊模塊和并聯(lián)管理單元；VD/CD是直流電壓和電流信號，VA/CAA、VB/CB和VC/CC是網(wǎng)側(cè)三相交流電壓和電流信號。三相全橋新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源是在直流母線上連接了三個獨立控制的單相全橋VSR，當電網(wǎng)不平衡時，不會嚴重影響PWM變換器的性能，避免了三相電網(wǎng)不平衡時的控制性能惡化和故障。圖3是VSR型PWM整流電源的IGBT半橋結(jié)構(gòu)功率電路單元原理圖，圖中TRF為電力變壓器，LA、LB和LC為網(wǎng)側(cè)電感，Cl為濾波電容，R為負載電阻，其輸出直接負載。圖4是CSR型PWM整流電源的IGBT半橋結(jié)構(gòu)功率電路單元原理圖，圖中TRF為電力變壓器，LA、LB和LC為網(wǎng)側(cè)電感，C2、C3和C4為濾波電容，LI為輸出電感，R為負載電阻，直流輸出經(jīng)由電感LI接負載。圖5是CSR型PWM整流電源的GTO半橋結(jié)構(gòu)功率電路單元原理圖，圖中TRF為電力變壓器，LA、LB和LC為網(wǎng)側(cè)電感，C2、C3和C4為濾波電容，LI為輸出電感，R為負載電阻，直流輸出經(jīng)由電感LI接負載。
權利要求
1.一種新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，其主要技術特征為:由全控功率器件構(gòu)成三相半橋或三相全橋功率電路單元，功率驅(qū)動電路單元，網(wǎng)側(cè)電壓和電流取樣和調(diào)理單元，直流輸出側(cè)電壓和電流信號取樣和調(diào)理單元，DSP控制回路單元和網(wǎng)側(cè)電感組成；網(wǎng)側(cè)的電壓和電流的取樣信號，輸出的電壓和電流取樣信號，經(jīng)調(diào)理單元分別與DSP控制電路單元相連接；DSP控制電路單元輸出的驅(qū)動電平信號，經(jīng)驅(qū)動單元電路電平隔離和變換，與功率電路單元相連接；其電網(wǎng)電源通過網(wǎng)側(cè)電感與功率電路單元相連接。
2.一種如權利要求1所述的新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，其技術特征為:其功率電路單元通過電力變壓器與電網(wǎng)連接。
3.—種如權利要求1和2所述的新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，其技術特征為:功率電路單元由全控功率器件構(gòu)成三相半橋或三相全橋，其直流輸出直接連接負載，由此組成該電源的VSR電壓型PWM整流電源。
4.一種如權利要求1和2所述的新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，其技術特征為:功率電路單元由全控功率器件構(gòu)成三相半橋或三相全橋，其直流輸出經(jīng)電感連接負載，其網(wǎng)側(cè)電感連接功率電路端接有濾波電容，由此組成CSR電流型PWM整流電源。
5.一種如權利要求1-4所述的新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，其功率電路單元的全控功率器件為IGBT器件，其VSR電壓型PWM整流電源的每個IGBT的源極和漏極并聯(lián)有反向偏置的二極管。
6.一種如權利要求1-4所述的新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，其功率電路單元的全控功率器件為IGBT器件，其CSR電流型PWM整流電源的每個IGBT的源極和漏極回路串接有正向偏置的二極管。
7.一種如權利要求1-4所述的新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源，其功率電路單元的全控功率器件為GTO器件。
全文摘要
一種新型高效節(jié)能PWM工業(yè)整流電源由全控功率器件構(gòu)成的三相半橋或三相全橋功率電路單元，功率驅(qū)動電路單元，網(wǎng)側(cè)電壓及電流取樣和調(diào)理單元，直流輸出側(cè)電壓及電流信號取樣和調(diào)理單元，DSP控制回路單元和網(wǎng)側(cè)電感組成；網(wǎng)側(cè)的電壓和電流的取樣信號和輸出的電壓和電流取樣信號，經(jīng)調(diào)理單元分別與DSP控制電路單元相連接，DSP控制電路單元輸出的驅(qū)動電平信號，經(jīng)全控功率器件的驅(qū)動單元電路電平隔離和變換，與功率電路單元相連接，其電網(wǎng)電源通過網(wǎng)側(cè)電感與功率電路單元相連接；該整流電源具有網(wǎng)側(cè)電流為正弦波，網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)接近于1的優(yōu)異性能，同時具有電壓穩(wěn)定和動態(tài)響應快等其他整流電源無法具備的優(yōu)點。
文檔編號H02M1/12GK103178738SQ20131006171
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權日2013年2月27日
發(fā)明者薛建仁 申請人:薛建仁