專利名稱：通過電容電壓控制單相整流器交流側(cè)電流的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種單相整流器交流側(cè)電流的控制方法，通過調(diào)節(jié)單相整流器直流 側(cè)電容電壓來控制交流側(cè)的電流波形，從而使單相整流器交流側(cè)電流的諧波含量降低，并 提高裝置的功率因數(shù)，屬于整流技術領域。
背景技術：
整流是把交流電轉(zhuǎn)化為直流電的技術，整流器中交流側(cè)電壓電流諧波含量和功率 因數(shù)是衡量整流器產(chǎn)品的重要指標，而通過控制整流器交流側(cè)電流可以降低整流器交流側(cè) 電壓電流的諧波含量和提高功率因素，因此有效控制整流器交流側(cè)的電流對整流器的性能 是非常重要的。在目前的單相整流技術中，由二極管組成的不可控型橋式整流，這種整流 方法中直流側(cè)電壓不調(diào)節(jié)、交流側(cè)諧波含量高、功率因數(shù)低；由晶間管組成的半控型橋式 整流，這種整流方法中直流側(cè)電壓可以調(diào)節(jié)、交流側(cè)諧波含量高、功率因數(shù)低；由IGBT(或 IGCT、GT0)組成的全控型四象限整流，這種方法中直流側(cè)電流可調(diào)節(jié)、交流側(cè)諧波含量低、 功率因數(shù)高。雖然四象限整流方法能夠調(diào)節(jié)直流側(cè)的電壓并能夠降低交流側(cè)的諧波含量、 提高功率因數(shù)，但所使用的開關器件多、控制復雜、交流濾波電感值大，制造成本高。發(fā)明人在分析現(xiàn)有單相整流技術以及整流器中交流側(cè)電流與直流側(cè)電容電壓相 互關系的基礎上，提出了一種新的控制單相整流器交流側(cè)電流的方法。該方法通過調(diào)節(jié)單 相整流器直流側(cè)的電容電壓，來控制交流側(cè)電流。該方法使用開關器件少、所需交流濾波電 感值小、控制相對簡單。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)單相整流器交流側(cè)諧波含量小、功率因數(shù)高，同時減少開關器件的使用 量、降低交流濾波電感值，本發(fā)明提出了使用電容電壓控制整流器交流側(cè)電流的方法，以滿 足在保證單相整流器性能指標同降低產(chǎn)品制造成本的需要。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是通過電容電壓控制單相整流器交流側(cè)電流的主電路結(jié)構由整流橋、電容、控制電 容電壓回路三部分構成，如圖1所示；在圖1中，L1為單相交流電源自身的電感，根據(jù)對整 流器諧波含量控制的需要，也可以加裝一適當大小的電感與電源自身的電感相串聯(lián)；隊為、 D3、D4四個二極管組成全波整流橋；電容C1直接與整流橋的輸出端相并聯(lián)；電感L2、二極管 D5、二極管D6、可關斷電力電子開關T共同組成控制電容C1電壓的回路；電容C2為直流穩(wěn)壓 電容；R為負載。通過一定的方式控制T的關斷和導通，從而可以使電感L2上的電流根據(jù)需 要減小或增大；電感L2從電容C1上抽取電荷，使電容C1上的電壓發(fā)生變化，從而控制電容 C1上的電壓升高或降低；電容C1上的電壓與交流電源的電壓共同作用在交流回路阻抗上， 決定了電感L1電流減小或增大；在整流器中，電感L1上電流的波形應該按正弦規(guī)律變化、相 位與電源電壓相同，只需要調(diào)節(jié)電容C1上的電壓，使電感L1上電流在適當?shù)臅r刻增大或減 小，就能夠控制單相整流器交流側(cè)電流按照需要變化。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明使用的開關元件只有單相四象限整流器的四分之一，但能夠在交流側(cè)諧 波含量和功率因數(shù)上獲得和單相四象限整流器相同性能。2、在相同的整流性能指標下，本發(fā)明使用的電感比四象限整流器使用的電感小。3、本發(fā)明由于只對一個開關元件進行控制，控制電路的復雜程度相對降低。4、本發(fā)明可以對電容電壓進行直接或間接地控制，控制方式靈活。


圖1為通過電容電壓控制單相整流器交流側(cè)電流原理圖。結(jié)合圖1對本發(fā)明的原理做進一步的說明。如圖1所示，設電感L1上的電流為 電感L2上的電流為i2，電容C1上的電壓為U1，電容C2上的電壓為U2，方向如圖1中所示。當開關T導通時，有
權利要求
1.一種單相整流器交流側(cè)電流控制方法，其特征在于在二極管組成的整流橋的直流 輸出端并聯(lián)一個電容，控制該電容電壓，使作用在單相整流器交流側(cè)同路阻抗上的電壓根 據(jù)需要變化，從而使單相整流器交流側(cè)的電流根據(jù)需要得到控制。
2.按照權利要求1所述單相整流器交流側(cè)電流控制方法，其特征在于電容電壓的控 制主回路由電感、二極管、可關斷電力電子開關組成；電感的一端與受控電容的正極相連， 另一端與二極管、可關斷電力電子開關的陽極相連；二極管的陰極與負載相連；可關斷電 力電子開關與直流側(cè)負極相連，可關斷電力電子開關反向并聯(lián)一個二極管。
3.按照權利要求1和權利要求2所述單相整流器交流側(cè)電流控制方法，其特征在于 通過直接控制電感電流的方式間接控制電容電壓。
4.按照權利要求1、權利要求2和權利要求3所述單相整流器交流側(cè)電流控制方法，其 特征在于使用電流滯環(huán)控制方式控制電感上的電流。
全文摘要
本發(fā)明屬于整流技術領域，為了在保持單相整流器技術指標的基礎上降低設備的制造成本，發(fā)明人提出了通過電容電壓控制單相整流器交流側(cè)電流的方法。該方法中主電路結(jié)構由整流橋、電容、控制電容電壓回路三部分構成；L1為單相交流電源自身的電感；D1、D2、D3、D4四個二極管組成全波整流橋；電容C1直接與整流橋的輸出端相并聯(lián)；電感L2、二極管D5、二極管D6、可關斷電力電子開關T共同組成控制電容C1電壓的回路。通過控制回路調(diào)節(jié)電容C1上的電壓，使電感L1上電流在適當?shù)臅r刻增大或減小，達到控制單相整流器交流側(cè)電流目的。該發(fā)明技術和四象限單相整流器相比，減少了開關器件的數(shù)量，可以應用在需要整流的各類產(chǎn)品和裝置中。
文檔編號H02M7/04GK102088247SQ20091025124
公開日2011年6月8日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權日2009年12月3日
發(fā)明者張雪原 申請人:張雪原