專利名稱：基于晶閘管投切電容器的單-三相電源變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種將單相交流電源變換為三相交流電源的變換裝置，尤其是 能隨負荷變化得到分段對稱三相交流電源的單一三相變換器，并且該單~~三相電源 變換器不產(chǎn)生諧波，在電氣化鐵道輔助電源和用電密度小的山區(qū)農(nóng)村具有廣泛的應(yīng) 用前景。
背景技術(shù)：
目前，公知的單一三相電源變換裝置是交直交逆變器和電磁結(jié)構(gòu)的單一三相變 壓器。由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，交直交逆變器得到了廣泛的應(yīng)用，但它存在成本 高、控制復(fù)雜、可靠性不高、維修困難和開關(guān)損耗等缺點，影響了它進一步推廣應(yīng) 用。而電磁結(jié)構(gòu)的單^三相變壓器則有輸出電壓不能隨負荷變化而保持嚴格對稱， 電動機起動困難，空載電流大等缺點。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有的交直交逆變器成本高、電磁結(jié)構(gòu)的單^H相 變壓器的輸出電壓不能隨負荷變化而保持嚴格對稱以及基于晶閘管控制電抗器的 單一三相電源變換器產(chǎn)生諧波等缺點，發(fā)明一種基于晶閘管投切電容器的單一三相 電源變換器，該電源變換器不僅成本低，而且能隨負荷的變化得到分段對稱的三相 交流電壓，不產(chǎn)生諧波。
解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一個雙向晶閘管或兩個單向晶閘管與電
容器串聯(lián)構(gòu)成晶閘管投切電容器(TSC)， 2-3組晶閘管投切電容器(TSC)與一個 固定線形電抗器(L)并聯(lián)，形成晶閘管投切電容器(TSC) +固定線形電抗器(L) 并聯(lián)環(huán)節(jié)，兩個晶閘管投切電容器+固定線形電抗器(TSC+L)相串聯(lián)與單相變壓 器二次側(cè)串接成一回路，對稱三相負載接于回路的三個節(jié)點上，單相變壓器的二次 側(cè)與晶閘管投切電容器型單~~三相變換器相串聯(lián)。
工作原理單相變壓器將電網(wǎng)電壓變換為用電設(shè)備所需的電壓，隨著負載的變 化，檢測裝置檢測出三相對稱負載感性部分及功率因數(shù)，根據(jù)公式計算出所需要的電容、電感并聯(lián)環(huán)節(jié)的等效阻抗。從而進一歩計算出晶閘管投切電容器應(yīng)該具有 的基頻導(dǎo)納，以決定各晶閘管的導(dǎo)通與斷開。根據(jù)判斷出的各晶閘管的導(dǎo)通或斷 開狀態(tài)去導(dǎo)通或斷開晶閘管，就能得到對稱的三相輸出電壓和電流。
本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低的有益效果，可以在將電網(wǎng)電壓變換為用 電設(shè)備所需的電壓同時，隨負荷變化得到分段對稱的三相輸出電壓，并且不產(chǎn)生 諧波，在電氣化鐵道的輔助電源和用電密度小的山區(qū)農(nóng)村有極廣泛的應(yīng)用前景。


圖l是單一三相變換原理圖。
圖2是本實用新型的電路拓撲圖。
具體實施方式

下面就附圖對本實用新型進一步說明。
在圖1中，由KVL得[/: + t/: + ^^0?？梢奮/:，^^可以合成為-& (即L二)； 反之，C^亦可分裂為有相差的^，么。適當選擇Z, 、 Z2的參數(shù)，使^,t/:模 值相等且相移120'，就能與電^側(cè)的反向電壓組成三相對稱電壓系統(tǒng)。這就是利 用移相元件將單相交流電源變換成三相交流電源的基本電路原理。
在圖2中，單相變壓器將電網(wǎng)電壓變換為用電設(shè)備所需電壓，隨著負載Z的 變化，檢測裝置檢測出三相負載感性部分X及功率因數(shù)cos^根據(jù)公式計算出 所需要的C,、 C,A并聯(lián)環(huán)節(jié)以及C3、 C4、 ^并聯(lián)環(huán)節(jié)的等效阻抗。從而進一步計 算出TSC應(yīng)該具有的基頻電納，以決定各晶閘管的導(dǎo)通和斷開狀態(tài)。根據(jù)判斷出 的各晶閘管導(dǎo)通和斷開狀態(tài)去導(dǎo)通或斷開晶閘管，就能得到對稱的三相輸出電流 和三相輸出電壓。
本實用新型的一個雙向晶閘管(或兩個單向晶閘管)與電容器串聯(lián)形成一組 TSC， 2到3組TSC并聯(lián)并與一線形電抗器并聯(lián)形成TSC+L并聯(lián)環(huán)節(jié)，兩個TSC+L 相串聯(lián)與單相變壓器二次側(cè)串接成一回路,對稱三相負載接于回路的三個節(jié)點上。
本實用新型基于晶閘管控制電抗器的單一三相電源變換器能將電網(wǎng)電壓變 換為用電設(shè)備所需的電壓，并隨負荷的變化，利用晶閘管投切電容器動態(tài)地調(diào)節(jié) 移相元件的值，從而得到分段對稱的三相輸出電壓，并且不產(chǎn)生諧波。
權(quán)利要求1.一種基于晶閘管投切電容器的單-三相電源變換器，其特征是一個雙向晶閘管或兩個單向晶閘管與電容器串聯(lián)構(gòu)成晶閘管投切電容器(TSC)，2-3組晶閘管投切電容器(TSC)與一個固定線形電抗器(L)并聯(lián)，形成晶閘管投切電容器(TSC)+固定線形電抗器(L)并聯(lián)環(huán)節(jié)，兩個晶閘管投切電容器+固定線形電抗器(TSC+L)相串聯(lián)與單相變壓器二次側(cè)串接成一回路，對稱三相負載接于回路的三個節(jié)點上，單相變壓器的二次側(cè)與晶閘管投切電容器型單-三相變換器相串聯(lián)。
專利摘要本實用新型涉及一種基于晶閘管投切電容器的單-三相電源控制器。它是在單相變壓器的二次側(cè)串接兩個TSC+L(晶閘管投切電容器+固定線形電抗器)環(huán)節(jié)，形成回路，三相對稱負載接于該回路的三個節(jié)點上。本裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低的有益效果，可以在將電網(wǎng)電壓變換為用電設(shè)備所需的電壓同時，隨負荷變化得到分段對稱的三相輸出電壓，并且不產(chǎn)生諧波，在電氣化鐵道的輔助電源和用電密度小的山區(qū)農(nóng)村有極廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號H02M5/02GK201369676SQ20092011095
公開日2009年12月23日 申請日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者斌 李, 李群湛, 束洪春, 王永治, 陳仕龍 申請人:昆明理工大學