專利名稱：高壓直變電解電源供電系統(tǒng)及其高壓直變電解電源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解電源，尤其是涉及一種高壓直變電解電源供電系統(tǒng)及其高壓直變電解電源的方法。
背景技術(shù)：
電解電源是冶金、有色金屬電解的重要設(shè)備，在有色冶金企業(yè)中，絕大多數(shù)有色金屬材料都是通過電解生產(chǎn)獲得的，電解電源是直流低電壓、大電流、大功率的電源。大功率電解電源通常采用變壓器將高壓降低、再進(jìn)行整流處理來得到電解電源，而在得到的過程中，附帶設(shè)備多，整流效果差，電能利用率低，嚴(yán)重制約著電能利用率的提高。目前，電解電源在有色冶金企業(yè)主要有以下幾種形式
1、采用變壓器將高壓供電系統(tǒng)(電壓等級為35kV或IOkV)降低電壓到電解電源需要的電壓，通常由調(diào)壓觸頭來實現(xiàn)不同輸出電壓；得到適當(dāng)交流電壓后，再進(jìn)行整流輸出直流電源；采用大功率可控硅整流技術(shù)，通過調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，來維持電解電源電壓和實現(xiàn)電解負(fù)載變化；輸出采用并聯(lián)方式來實現(xiàn)需要的電解電源，得到直流低電壓、大電流、大功率的電解電源；
2、由于采用大功率可控硅的整理技術(shù)，通過調(diào)節(jié)調(diào)壓觸頭和可控硅導(dǎo)通角，達(dá)到相應(yīng)的直流電解電源，往往會產(chǎn)生大量諧波。為了避免或者減少諧波的產(chǎn)生，所以先采用十二相整理連接方式進(jìn)行整流，然后再將多個整流后的電解電源進(jìn)行并聯(lián)，從而實現(xiàn)大功率電解電源。3、隨著電力電子器件和PWM控制技術(shù)的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了基于開關(guān)電源的電解電源，但其輸入電源仍然維持在380VAC電壓的基礎(chǔ)上，在有色冶金行業(yè)生產(chǎn)中，仍然需要經(jīng)過高壓變壓器變成380VAC，并且每個電解電源的功率不大，需要采用輸出串聯(lián)的方式來滿足電解電源的需求。以上幾種實現(xiàn)形式主要有下列缺點或不足
1、高電壓供電系統(tǒng)變成380VAC需要具有調(diào)壓觸點的變壓器，并且變壓器本身的能量消耗嚴(yán)重影響了電能的利用率，同時也增加了設(shè)備的投入成本，消耗了大量的有色金屬材料；
2、在通過調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角的過程中，由于控制過程的瞬時性，會產(chǎn)生大量無規(guī)律的諧波，嚴(yán)重影響的供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量；調(diào)節(jié)可控硅導(dǎo)通角的觸發(fā)電路復(fù)雜，實現(xiàn)難度大；
3、采用基于PWM控制開關(guān)電源來實現(xiàn)電解電源，由于電力電子器件功率的耐壓和電流的限制，無法實現(xiàn)大功率和高耐壓的電解電源，輸入電源通常是380VAC供電系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的在于提供一種直流低電壓、大電流、大功率、調(diào)控容易、能充分保障供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量、電路簡單、工作可靠、成本低的高壓直變電解電源供電系統(tǒng)， 它直接采用高壓供電，單體電源模塊的輸入采用串聯(lián)形式，單體電源模塊的輸出采用并聯(lián)形式，從而實現(xiàn)高壓直變電解電源。本發(fā)明的第二個目的在于提供一種通過多單體電源模塊來實現(xiàn)高壓直變電解電源的方法，它以單相高壓為組，每組串聯(lián)接入多個單體電源模塊，每個單體電源模塊所承受的電壓就大大降低；每個單體電源模塊輸入端接入斷路器，實現(xiàn)對單體電源模塊的切除； 單體電源模塊輸出進(jìn)行并聯(lián)，增加電解需要的電流；每一單體電源模塊輸出側(cè)均有輸出參數(shù)檢測和監(jiān)控，采集的電氣參數(shù)傳輸給DSP控制器系進(jìn)行分析處理。本發(fā)明的第一個目的是這樣實現(xiàn)的
一種高壓直變電解電源供電系統(tǒng)，由結(jié)構(gòu)完全相同的A相電源供電系統(tǒng)、B相電源供電系統(tǒng)和C相電源供電系統(tǒng)組成，特征是每相電源供電系統(tǒng)均由DSP (digital singnal processor)控制器、脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動控制器、多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路、若干個斷路器(DL)、若干路電流檢測轉(zhuǎn)換電路、正向信號電光轉(zhuǎn)換器、正向信號光纖分路器、反向信號電光轉(zhuǎn)換器、反向信號光纖分路器、電壓檢測電路、溫度檢測電路、若干個單體電源模塊、 液晶顯示屏、鍵盤電路和電源電路組成，若干個斷路器的控制線圈分別通過總線接口與DSP 控制器的斷路器信號輸入端相連，溫度檢測電路和若干路電流檢測轉(zhuǎn)換電路均通過多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP控制器的電流信號輸入端相連，DSP控制器的信號輸出端與脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的輸入端相連，脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的正向信號輸出端經(jīng)正向信號電光轉(zhuǎn)換器接正向信號光纖分路器的輸入端，正向信號光纖分路器的輸出端分別接每個單體電源模塊中的第1絕緣柵雙極型晶體管(IGBT功率開關(guān)管)的柵極和第4絕緣柵雙極型晶體管的柵極，脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的反向信號輸出端經(jīng)反向信號電光轉(zhuǎn)換器接反向信號光纖分路器的輸入端，反向信號光纖分路器的輸出端分別接每個單體電源模塊中的第2絕緣柵雙極型晶體管的柵極和第3絕緣柵雙極型晶體管的柵極，若干個單體電源模塊并聯(lián)在一起；在每個單體電源模塊的輸入端均并聯(lián)接入一個可控的斷路器的觸點，若干個單體電源模塊的若干個輸出端并聯(lián)在一起后得到電解電源總輸出端，電壓檢測電路的兩個輸入端并聯(lián)在電解電源總輸出端上；液晶顯示屏與DSP控制器的數(shù)據(jù)顯示輸出端相連，鍵盤電路與 DSP控制器的數(shù)據(jù)輸入端相連，電源電路為其它電路供電。每個單體電源模塊由第1電阻R1、第1電阻R2、第1極性電容Cl、第1電容C2、第 1至第10 二極管Dl—D10、第1至第4絕緣柵雙極型晶體管Gl—G4和變壓器TR組成。正向信號光纖分路器的輸出端和反向信號光纖分路器的輸出端均通過光纖分別與第1-4絕緣柵雙極型晶體管連接。本發(fā)明的第二個目的是這樣實現(xiàn)的
一種高壓直變電解電源的方法，采用總線檢測單體電源模塊輸出電壓電流的形式，即 將高壓供電系統(tǒng)的三相交流電(電壓等級為35kv或10kV)，以單相對地分為三組，每組單相電串聯(lián)接入多個單體電源模塊，每個單體電源模塊所承受的電壓就會被均分在多個單體電源模塊上，每個單體電源模塊所承受的電壓就大大降低，在每個單體電源模塊的輸入端均接入一個可控的斷路器，實現(xiàn)對該單體電源模塊的切除，斷路器開關(guān)合上，就會將故障單體電源模塊分離出整流電路；而每個單體電源模塊的輸出端并聯(lián)在一起后得到電解電源總輸出端，每個單體電源模塊的輸出電流進(jìn)行并聯(lián)來增加輸出電流，從而滿足大電流幾十萬安培的電解電源需要；在同一相供電系統(tǒng)中的每一單體電源模塊的輸出端均有電流檢測轉(zhuǎn)換電路和溫度檢測電路輸出電流和溫度參數(shù)，在電解電源總輸出端中的電壓檢測電路輸出電壓參數(shù)，用于檢測和監(jiān)控，將采集到總電壓、溫度和不同單體電源模塊的電流等電氣特性參數(shù)均通過多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路分別傳輸給DSP控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，再將數(shù)據(jù)分析和處理的結(jié)果傳輸給脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器，由脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器輸出兩路波形互為相反占空比的驅(qū)動信號，即正向信號和反向信號，正向信號依次通過正向信號電光轉(zhuǎn)換器和正向信號光纖分路器、反向信號依次通過反向信號電光轉(zhuǎn)換器和反向信號光纖分路器輸出控制每一個單體電源模塊中的含有激光/光纖驅(qū)動器的絕緣柵雙極型晶體管，以驅(qū)動相應(yīng)的單體電源模塊；一旦檢測到某一個單體電源模塊有故障，可通過DSP控制器采用總線控制方式對故障的單體電源模塊的輸入端處的斷路器進(jìn)行切除，使其旁路而不影響， 來保障整個電解電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。本發(fā)明是將高壓供電系統(tǒng)的三相交流電(電壓等級為35kV或IOkV)直接均分到各個單體電源模塊，在實現(xiàn)方式上采用冗余技術(shù)，采用增加多個單體電源模塊，來降低每個單體電源模塊所承受的耐壓值，因電解電源的要求主要體現(xiàn)在輸出側(cè)的直流電源的電壓、電流、溫度參數(shù)，以及總功率的實現(xiàn)上。本發(fā)明在電解電源的輸入側(cè)(即交流側(cè))采用串聯(lián)均壓的實現(xiàn)方式，每一個單體電源模塊的交流側(cè)流過的電流是一致的，交流側(cè)流過電流的前提條件就是單體電源模塊的輸出直流側(cè)必須同時有電流輸出。如果某一單體電源模塊沒有輸出直流電流，則整個電解電源系統(tǒng)是沒有電流輸出的，因而每個單體電源模塊必須同時觸發(fā)。單體電源模塊采用 IGBT功率開關(guān)管來實現(xiàn)，因電解電源系統(tǒng)使用在高壓供電系統(tǒng)，IGBT功率開關(guān)管采用具有激光輸入控制端的IGBT，這樣可以有效地實現(xiàn)高壓供電系統(tǒng)與弱電控制系統(tǒng)的隔離作用。本發(fā)明是以DSP控制器為控制核心，實現(xiàn)對單體電源模塊輸出端的電壓、電流、溫度等電氣特性參數(shù)的檢測和監(jiān)控，這些采集到的電氣特性參數(shù)輸入到DSP控制器中，DSP控制器對采集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)每一單體電源模塊的電氣特性參數(shù)的信號放大、A/D、濾波處理，另一方面通過液晶顯示器顯示出每個單體電源模塊的電氣特性參數(shù)信息；DSP控制器通過脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器輸出兩路波形互為相反占空比的 PWM驅(qū)動信號正向信號和反向信號，正向信號和反向信號分別通過各自的電光轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成光信號后再由光纖分路器分路，采用光纖傳輸，輸入并控制每一個單體電源模塊中的兩路IGBT功率開關(guān)管，保證和實現(xiàn)每個單體電源模塊的同步觸發(fā)，驅(qū)動觸發(fā)相應(yīng)的單體電源模塊，輸出電壓和電流。本發(fā)明采用光纖傳輸、光纖同步觸發(fā)控制技術(shù)，來實現(xiàn)多個單體電源模塊的同時觸發(fā)、同步控制，既保障了電解電源系統(tǒng)可靠性，也實現(xiàn)了高電壓與低電壓的隔離作用，達(dá)到了每臺單體電源模塊在交流側(cè)的均壓恒流的目的。在正常工作過程中，DSP控制器根據(jù)采集到的單體電源模塊參數(shù)的電氣特性參數(shù)， 分析處理數(shù)據(jù)，一旦檢測出某個單體電源模塊有故障，就可及時地采用總線控制方式對故障的單體電源模塊在交流側(cè)的斷路器進(jìn)行切除，使其旁路而不影響，并調(diào)整觸發(fā)信號的變化，同步增加各個單體電源模塊的輸出電流，不影響電源電流的整體輸出，從而保障了電解電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；DSP控制器還會自動調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器控制信號的占空比，而不影響整體輸出電流，從而實現(xiàn)每個單體電源模塊輸出電流一致，達(dá)到單體電源模塊輸出均流的目的；工作的其它單體電源模塊仍然可以承受高壓供電系統(tǒng)電壓等級的耐壓極限，保障了整個電解電源系統(tǒng)的可靠性。
本發(fā)明的電源輸出采用等電壓的并聯(lián)來增加電解電源的輸出電流，若干個單體電源模塊采用積木疊加，利用冗余技術(shù)，實現(xiàn)單體電源模塊的電壓承受能力；若干個單體電源輸出通過等壓并聯(lián)，提高輸出電流，實現(xiàn)電解金屬材料的目的
本發(fā)明不需要采用380v的變壓器，而是直接與高壓交流電連接，有效地提高了電能的利用率。總之，本發(fā)明采用高壓交流串并聯(lián)方式，以降低單體電解電源的電壓承受能力，通過高壓直接變換的方式來整流成電解電源，達(dá)到實現(xiàn)高電壓供電系統(tǒng)直接產(chǎn)生有色冶金企業(yè)的金屬電解電源，能夠?qū)崿F(xiàn)35kV、10 k V不同電源等級的高壓供電系統(tǒng)直接輸出不同類型電解電源的供電要求與需要。


圖1為本發(fā)明A相電源供電系統(tǒng)的原理示意圖2是本發(fā)明A相電源供電系統(tǒng)中的若干個單體電源模塊的示意圖； 圖3是單個單體電源模塊的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例并對照附圖對本發(fā)明的方法進(jìn)行進(jìn)一步的說明。一種高壓直變電解電源供電系統(tǒng)，由結(jié)構(gòu)完全相同的A相電源供電系統(tǒng)、B相電源供電系統(tǒng)和C相電源供電系統(tǒng)組成，每相電源供電系統(tǒng)均由DSP控制器、脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器、多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路、若干個斷路器、若干路電流檢測轉(zhuǎn)換電路、正向信號電光轉(zhuǎn)換器、正向信號光纖分路器、反向信號電光轉(zhuǎn)換器、反向信號光纖分路器、電壓檢測電路、溫度檢測電路、若干個單體電源模塊、液晶顯示屏、鍵盤電路和電源電路組成，若干個斷路器的控制線圈分別通過總線接口與DSP控制器的斷路器信號輸入端相連，溫度檢測電路和若干路電流檢測轉(zhuǎn)換電路均通過多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP控制器的電流信號輸入端相連，DSP控制器的信號輸出端與脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的輸入端相連，脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的正向信號輸出端經(jīng)正向信號電光轉(zhuǎn)換器接正向信號光纖分路器的輸入端，正向信號光纖分路器的輸出端分別接若干個單體電源模塊中的第1絕緣柵雙極型晶體管(IGBT 管)的柵極和第4絕緣柵雙極型晶體管的柵極，脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的反向信號輸出端經(jīng)反向信號電光轉(zhuǎn)換器接反向信號光纖分路器的輸入端，反向信號光纖分路器的輸出端分別接若干個單體電源模塊中的第2絕緣柵雙極型晶體管的柵極和第3絕緣柵雙極型晶體管的柵極，若干個單體電源模塊并聯(lián)在一起；在每個單體電源模塊的輸入端均并聯(lián)接入一個可控的斷路器的觸點，若干個單體電源模塊的若干個輸出端并聯(lián)在一起后得到電解電源總輸出端，電壓檢測電路的兩個輸入端并聯(lián)在電解電源總輸出端上；液晶顯示屏與DSP控制器的數(shù)據(jù)顯示輸出端相連，鍵盤電路與DSP控制器的數(shù)據(jù)輸入端相連，電源電路為其它電路供 H1^ ο每個單體電源模塊由第1電阻R1、第2電阻R2、第1極性電容Cl、第2電容C2、第 1至第10 二極管Dl—D10、第1至第4絕緣柵雙極型晶體管Gl—G4和變壓器TR組成，第1 二極管Dl陽極和第4 二極管D4陰極的公共端、第2 二極管D2陽極和第3 二極管D3陰極的公共端分別作為輸入端的兩個端點，第1 二極管Dl陰極和第2 二極管D2陰極的公共端接第1極性電容Cl正極、第1絕緣柵雙極型晶體管Gl源極、第3絕緣柵雙極型晶體管G3源極、第5 二極管D5陰極和第7 二極管D7陰極的公共端，第1極性電容Cl的負(fù)極與第1電阻Rl串聯(lián)后接第3 二極管D3的陰極，第3 二極管D3陰極和第4 二極管D4陽極的公共端接第2絕緣柵雙極型晶體管G2漏極、第4絕緣柵雙極型晶體管G4漏極、第6 二極管D6陽極和第8 二極管D8陽極的公共端，第1絕緣柵雙極型晶體管Gl的漏極接第2絕緣柵雙極型晶體管G2源極、第5 二極管D5陽極和第6 二極管D6陰極的公共端，第3絕緣柵雙極型晶體管G3的漏極接第4絕緣柵雙極型晶體管G4的源極、第7 二極管D7陽極和第8 二極管 D8陰極的公共端，變壓器TR的初級線圈的兩個輸入端分別接第7 二極管D 7的陽極和第5 二極管D5的陽極，變壓器TR的次級線圈的兩個輸出端分別接第9 二極管D 9的陽極和第 10 二極管DlO的陽極，第9 二極管D 9的陰極接第10 二極管DlO陰極、第2電阻R2 —端的公共端，第2電阻R2的另一端作為該單體電源模塊的正輸出端，變壓器TR的次級線圈的中間抽頭作為該單體電源模塊的負(fù)輸出端，第2電容C2并聯(lián)在變壓器TR的次級線圈的中間抽頭和第9 二極管D 9的陰極的之間。每個單體電源模塊中的電流檢測轉(zhuǎn)換電路的兩個輸入端與第2電阻R2并聯(lián)。正向信號光纖分路器的輸出端和反向信號光纖分路器的輸出端均通過光纖分別與第1-4絕緣柵雙極型晶體管連接。一種高壓直變電解電源的方法，采用總線檢測單體電源模塊輸出電壓電流的形式，即將高壓供電系統(tǒng)的三相交流電(電壓等級為35kV或10kV)，以單相對地分為三組，每組單相電串聯(lián)接入多個單體電源模塊，每個單體電源模塊所承受的電壓就會被均分在多個單體電源模塊上，每個單體電源模塊所承受的電壓就大大降低，在每個單體電源模塊的輸入端均接入一個可控的斷路器，實現(xiàn)對該單體電源模塊的切除，斷路器開關(guān)合上，就會將故障單體電源模塊分離出整流電路；而每個單體電源模塊的輸出端并聯(lián)在一起后得到電解電源總輸出端，每個單體電源模塊的輸出電流進(jìn)行并聯(lián)來增加輸出電流，從而滿足大電流幾十萬安培的電解電源需要；在同一相供電系統(tǒng)中的每一單體電源模塊的輸出端均有電流檢測轉(zhuǎn)換電路和溫度檢測電路輸出電流和溫度參數(shù)，在電解電源總輸出端中的電壓檢測電路輸出電壓參數(shù)，用于檢測和監(jiān)控，將采集到總電壓、溫度和不同單體電源模塊的電流等電氣特性參數(shù)均通過多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路分別傳輸給DSP控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，再將數(shù)據(jù)分析和處理的結(jié)果傳輸給脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器，由脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器輸出兩路波形互為相反占空比的驅(qū)動信號，即正向信號和反向信號，正向信號依次通過正向信號電光轉(zhuǎn)換器和正向信號光纖分路器、反向信號依次通過反向信號電光轉(zhuǎn)換器和反向信號光纖分路器輸出控制每一個單體電源模塊中的含有激光/光纖驅(qū)動器的絕緣柵雙極型晶體管，以驅(qū)動相應(yīng)的單體電源模塊；一旦檢測到某一個單體電源模塊有故障，可通過DSP控制器采用總線控制方式對故障的單體電源模塊的輸入端處的斷路器進(jìn)行切除，使其旁路而不影響，來保障整個電解電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種高壓直變電解電源供電系統(tǒng)，由結(jié)構(gòu)完全相同的A相電源供電系統(tǒng)、B相電源供電系統(tǒng)和C相電源供電系統(tǒng)組成，其特征在于每相電源供電系統(tǒng)均由DSP控制器、脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器、多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路、若干個斷路器、若干路電流檢測轉(zhuǎn)換電路、 正向信號電光轉(zhuǎn)換器、正向信號光纖分路器、反向信號電光轉(zhuǎn)換器、反向信號光纖分路器、 電壓檢測電路、溫度檢測電路、若干個單體電源模塊、液晶顯示屏、鍵盤電路和電源電路組成，若干個斷路器的控制線圈分別通過總線接口與DSP控制器的斷路器信號輸入端相連， 溫度檢測電路和若干路電流檢測轉(zhuǎn)換電路均通過多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路與DSP控制器的電流信號輸入端相連，DSP控制器的信號輸出端與脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的輸入端相連，脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的正向信號輸出端經(jīng)正向信號電光轉(zhuǎn)換器接正向信號光纖分路器的輸入端，正向信號光纖分路器的輸出端分別接每個單體電源模塊中的第1絕緣柵雙極型晶體管的柵極和第4絕緣柵雙極型晶體管的柵極，脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器的反向信號輸出端經(jīng)反向信號電光轉(zhuǎn)換器接反向信號光纖分路器的輸入端，反向信號光纖分路器的輸出端分別接每個單體電源模塊中的第2絕緣柵雙極型晶體管的柵極和第3絕緣柵雙極型晶體管的柵極，若干個單體電源模塊并聯(lián)在一起；在每個單體電源模塊的輸入端均并聯(lián)接入一個可控的斷路器的觸點，若干個單體電源模塊的若干個輸出端并聯(lián)在一起后得到電解電源總輸出端，電壓檢測電路的兩個輸入端并聯(lián)在電解電源總輸出端上；液晶顯示屏與DSP控制器的數(shù)據(jù)顯示輸出端相連，鍵盤電路與DSP控制器的數(shù)據(jù)輸入端相連，電源電路為其它電路 {共 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直變電解電源供電系統(tǒng)，其特征在于每個單體電源模塊由第1電阻R1、第2電阻R2、第1極性電容Cl、第2電容C2、第1至第10 二極管Dl—D10、 第1至第4絕緣柵雙極型晶體管Gl—G4和變壓器TR組成，第1 二極管Dl陽極和第4 二極管D4陰極的公共端、第2 二極管D2陽極和第3 二極管D3陰極的公共端分別作為輸入端的兩個端點，第1 二極管Dl陰極和第2 二極管D2陰極的公共端接第1極性電容Cl正極、第 1絕緣柵雙極型晶體管Gl源極、第3絕緣柵雙極型晶體管G3源極、第5 二極管D5陰極和第7 二極管D7陰極的公共端，第1極性電容Cl的負(fù)極與第1電阻Rl串聯(lián)后接第3 二極管 D3的陰極，第3 二極管D3陰極和第4 二極管D4陽極的公共端接第2絕緣柵雙極型晶體管 G2漏極、第4絕緣柵雙極型晶體管G4漏極、第6 二極管D6陽極和第8 二極管D8陽極的公共端，第1絕緣柵雙極型晶體管Gl的漏極接第2絕緣柵雙極型晶體管G2源極、第5 二極管 D5陽極和第6 二極管D6陰極的公共端，第3絕緣柵雙極型晶體管G3的漏極接第4絕緣柵雙極型晶體管G4的源極、第7 二極管D7陽極和第8 二極管D8陰極的公共端，變壓器TR的初級線圈的兩個輸入端分別接第7 二極管D 7的陽極和第5 二極管D5的陽極，變壓器TR 的次級線圈的兩個輸出端分別接第9 二極管D 9的陽極和第10 二極管DlO的陽極，第9 二極管D 9的陰極接第10 二極管DlO陰極、第2電阻R2 —端的公共端，第2電阻R2的另一端作為該單體電源模塊的正輸出端，變壓器TR的次級線圈的中間抽頭作為該單體電源模塊的負(fù)輸出端，第2電容C2并聯(lián)在變壓器TR的次級線圈的中間抽頭和第9 二極管D 9的陰極的之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓直變電解電源供電系統(tǒng)，其特征在于正向信號光纖分路器的輸出端通過光纖分別與每個單體電源模塊中的第1絕緣柵雙極型晶體管的柵極和第4絕緣柵雙極型晶體管的柵極連接，反向信號光纖分路器的輸出端通過光纖分別與每個單體電源模塊中的第2絕緣柵雙極型晶體管的柵極和第3絕緣柵雙極型晶體管的柵極連接。
4. 一種高壓直變電解電源的方法，其特征在于將高壓供電系統(tǒng)的三相交流電，以單相對地分為三組，每組單相電串聯(lián)接入多個單體電源模塊，每個單體電源模塊所承受的電壓就會被均分在多個單體電源模塊上，每個單體電源模塊所承受的電壓就大大降低，在每個單體電源模塊的輸入端均接入一個可控的斷路器，實現(xiàn)對該單體電源模塊的切除，斷路器開關(guān)合上，就會將故障單體電源模塊分離出整流電路；而每個單體電源模塊的輸出端并聯(lián)在一起后得到電解電源總輸出端，每個單體電源模塊的輸出電流進(jìn)行并聯(lián)來增加輸出電流，從而滿足大電流幾十萬安培的電解電源需要；在同一相供電系統(tǒng)中的每一單體電源模塊的輸出端均有電流檢測轉(zhuǎn)換電路和溫度檢測電路輸出電流和溫度參數(shù)，在電解電源總輸出端中的電壓檢測電路輸出電壓參數(shù)，用于檢測和監(jiān)控，將采集到總電壓、溫度和不同單體電源模塊的電流等電氣特性參數(shù)均通過多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路分別傳輸給DSP控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，再將數(shù)據(jù)分析和處理的結(jié)果傳輸給脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器，由脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器輸出兩路波形互為相反占空比的驅(qū)動信號，即正向信號和反向信號，正向信號依次通過正向信號電光轉(zhuǎn)換器和正向信號光纖分路器、反向信號依次通過反向信號電光轉(zhuǎn)換器和反向信號光纖分路器輸出控制每一個單體電源模塊中的含有激光/光纖驅(qū)動器的絕緣柵雙極型晶體管，以驅(qū)動相應(yīng)的單體電源模塊；一旦檢測到某一個單體電源模塊有故障，可通過DSP控制器采用總線控制方式對故障的單體電源模塊的輸入端處的斷路器進(jìn)行切除，使其旁路而不影響，來保障整個電解電源系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓直變電解電源供電系統(tǒng)及其高壓直變電解電源的方法，它由結(jié)構(gòu)完全相同的A相、B相和C相電源供電系統(tǒng)組成，特征是每相電源供電系統(tǒng)均由DSP控制器、脈寬調(diào)制驅(qū)動控制器、多路信號采集與A/D轉(zhuǎn)換電路、若干個斷路器、若干路電流檢測轉(zhuǎn)換電路、正反向信號電光轉(zhuǎn)換器、正反向信號光纖分路器、電壓檢測電路、溫度檢測電路和若干個單體電源模塊等組成。本發(fā)明采用高壓交流串并聯(lián)方式，以降低單體電解電源的電壓承受能力，通過高壓直接變換的方式來整流成電解電源，達(dá)到實現(xiàn)高電壓供電系統(tǒng)直接產(chǎn)生有色冶金企業(yè)的金屬電解電源，能夠?qū)崿F(xiàn)35kV、10ｋV不同電源等級的高壓供電系統(tǒng)直接輸出不同類型電解電源的供電要求與需要。
文檔編號H02M3/335GK102437738SQ20111033122
公開日2012年5月2日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者劉百芬, 甘方成, 羅世民, 陶勇劍, 黃海華 申請人:華東交通大學(xué)