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一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路

阅读：832发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，属于电能变换技术领域。该新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路由1个辅助单相自耦变压器 (TM)，2个均压电容(C1、C2)和1个辅助整流桥臂构成；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧；辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，辅助单相自耦变压器原边绕组产生的6倍于三相电源频率的交流方波电压反馈至12脉TRU，使电路具有24脉波特性，合理设计辅助自耦变压器绕组匝数比，降低谐波畸变率；本发明结构简单，不需要额外控制电路，可靠性高。，下面是一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，其特征在于：包括1个辅助单相自耦变压器(TM)，2个均压电容(C1、C2)，1个由两个二极管(D1、D2)串联组成的辅助整流桥臂；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，其副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q，原边绕组连接12脉TRU输出电压中点N；
辅助整流桥臂连接在均压电容两端，二极管D1的阳极连接电容C1的正端，二极管D2的阳极连接电容C2的负端。
2.根据权利要求1所述的新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，其特征在于，所述辅助单相白耦变压器的原副边绕组最优匝比关系为：Np∶Ns＝1∶30.5，此时三相输入电流的总谐波含量为5.65％。

说明书全文

一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路

技术领域

[0001] 本发明属于电能变换技术领域，特别涉及了一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路。

背景技术

[0002] 不控型多脉波整流器具有结构简单，可靠性高的优点，目前多采用不控型多脉波变压整流技术对机载电源系统中的谐波和纹波含量进行抑制。脉波数越多，输入电流THD越小。对于不控型多脉波整流器可以通过增加移相变压器的输出相数增加脉波数，但是随着移相变压器输出相数的增加，移相变压器制造困难，线圈利用率降低。采用双抽头均流电抗器的24脉波变压整流器的与均流电抗器抽头相连的二极管是与负载串联，其二极管损耗较大，不利于航空航天应用。

发明内容

[0003] 采用上述技发明的目的是为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，结构简单，不需要额外控制电路，可靠性高，损耗低。

[0004] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

[0005] 一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，包括1个辅助单相自耦变压器(TM)，2个均压电容(C1、C2)，1个辅助整流桥臂；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧，原边绕组连接12脉TRU输出电压中点N，辅助整流桥臂连接在均压电容两端。

[0006] 进一步的，所述辅助自耦变压器(TM)的原边绕组与副边绕组的匝比为Np∶Ns＝1∶30.5。

[0007] 串联型12脉TRU两个三相整流桥输出电流瞬时值不相等，为相位相差30°的6脉波电流，在辅助自耦变压器原边绕组上产生6倍于三相电源频率的交流三角波电流ip，ip＝id1-id2，辅助自耦变压器副边绕组产生的感应电流迫使辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，辅助自耦变压器原边绕组上产生6倍于三相电源频率的交流方波电压；辅助电路将交流方波电压反馈至12脉TRU，与三相输入电源进行叠加，使电路具有24脉波特性；合理设计辅助自耦变压器绕组匝数比，降低谐波畸变率。

[0008] 采用上述技术方案带来的有益效果：

[0009] 与现有的变压整流器辅助电路相比，本发明结构简单，系统体积小，不需要额外的控制电路，系统可靠性高；辅助电路采用只有一个中间抽头的自耦变压器，结构简单，仅需要两个小功率二极管，系统损耗低；辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，辅助单相自耦变压器原边绕组产生的6倍于三相电源频率的交流方波电压反馈至12脉TRU，与三相输入电源进行叠加，使电路具有24脉波特性；输入电流接近正弦波，总谐波含量为5.65％，满足航空标准要求。附图说明

[0010] 图1为一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路图；

[0011] 图2为辅助自耦变压器原边绕组反馈电压仿真波形；

[0012] 图3为负载电压ud仿真波形；

[0013] 图4为A相输入电流ia仿真波形；

[0014] 图5为A相输入电流ia频谱分析图；

[0015] 上面附图的主要符号说明：ua、ub、uc为网侧三相输入电压，ia、ib、ic为网侧三相输入电流，Np、Ns为辅助单相自耦变压器原副边绕组匝数，id1、id2为12脉TRU输出电流，C1、C2为均压电容，D1、D2为辅助整流桥臂上下两个二极管，TM为辅助自耦变压器，up、us为辅助自耦变压器原副边绕组电压，N为12脉TRU电压中点，P为均压电容中点，Q为整流桥臂中点，ud为负载电压。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。

[0017] 如图1所示，一种新型24脉TRU自耦馈能式半桥辅助电路，包括1个辅助单相自耦变压器(TM)，2个均压电容(C1、C2)，1个辅助整流桥臂；辅助自耦变压器的中间抽头连接均压电容的中点P，副边绕组连接辅助整流桥臂的中点Q；自耦馈能式半桥辅助电路连接在串联型12脉TRU直流侧，原边绕组连接12脉TRU输出电压中点N，辅助整流桥臂连接在均压电容两端。

[0018] 均压电容两端的电压为：uc1＝uc2＝ud/2；id1和id2为串联型12脉TRU输出的相位相差30°的6脉波电流。当id1＞id2时，ip＞0，is＞0，辅助整流桥臂上二极管D1导通；uc2+us＝ud，uc2＝ud/2，所以us＝ud/2，则up＝(udNp)/(2Ns)；当id1＜id2时，ip＜0，is＜0，辅助整流桥臂上二极管D2导通；uc1-us＝ud，uc1＝ud/2，所以us＝-ud/2，则up＝-(udNp)/(2Ns)；在辅助自耦变压器原边绕组上产生频率是输入电源频率6倍的交流方波电压，波形如图2所示。辅助整流桥臂上下两个二极管交替导通，将在辅助自耦变压器TM原边绕组产生频率是输入电源频率6倍的交流方波电压，反馈至12脉TRU，与三相输入电源进行叠加，使电路具有24脉波特性；设置辅助自耦变压器(TM)的原边绕组与副边绕组的匝比为Ns∶Np＝1∶30.5，输入电流具有良好的正弦性，总谐波畸变率为5.65％，主要谐波为23、25次谐波。

[0019] 为验证本发明的有效性，在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真实验，系统输入为115V/400Hz三相交流电，负载为10Ω纯电阻。变压整流器输出电压ud仿真波形图如图3所示，有效值为271.1V，无需进行再次变压就可直接作为航空高压直流电源，验证了理论的正确性。A相输入电流ia仿真波形图如图4所示，输入电流为24阶梯波，具有良好的正弦性。A相输入电流ia频谱分析图如图5所示，主要谐波为23、25次谐波，总谐波含量低，仅为5.65％，满足航空领域输入电流谐波标准。

[0020] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

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