一種低壓岸電電源電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種低壓岸電電源電路，涉及港口綠色環(huán)保領域。所述電路包括降壓式12脈沖自耦變壓整流電路、逆變電路和隔離電路三個模塊；所述降壓式12脈沖自耦變壓整流電路包含降壓式12脈沖自耦變壓器、三相不控橋式整流橋電路、平衡電抗器和直流濾波電容；所述降壓式12脈沖自耦變壓器設計有6個引出端，構成2組相位相差30°的三相交流輸出，經三相不控橋式整流橋電路輸出直流電壓；直流電壓通過逆變電路實現電壓逆變與變頻，再經隔離電路輸出為靠港船舶供電。本實用新型專利技術提供的電源電路可有效降低輸入諧波含量，通過逆變電路實現變頻與電壓逆變，逆變后無需調壓電路調壓，可由隔離電路直接輸出450V/60Hz三相交流電，系統具有體積小、重量輕、成本低的優(yōu)點。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及港口綠色環(huán)保領域，具體指一種低壓岸電電源電路。
技術介紹
我國目前大多數船舶通過柴油發(fā)電機組自行發(fā)電，造成大量的硫化物等污染性氣體以及煙塵等顆粒物，對大氣環(huán)境造成嚴重污染。因此，促進船舶節(jié)能減排，對推動交通運輸節(jié)能減排，減輕港區(qū)環(huán)境污染，建立綠色港口具有重要意義。其中很重要的一個方面就是減少靠港船舶和在建船舶的柴油發(fā)電機運行時間，使用岸電裝置供電。目前，國內外主要的岸電電源電路主要包括整流電路、逆變電器、調壓電壓及隔離電路四個部分，其中調壓電路的存在是由于逆變電路輸出電壓無法直接滿足輸出電壓等級要求，需要通過額外的變壓器調壓電路實現對前級輸出電壓的電壓調整，造成整體電路體積大、質量重、成本高，不利于岸電技術的推廣應用。
技術實現思路
為了進一步減小低壓岸電電源系統的體積與質量，降低系統成本，本技術提出一種低壓岸電電源電路。為實現上述目的，本技術采用的方案為：一種低壓岸電電源電路，其電路包括降壓式12脈沖自耦變壓整流電路、逆變電路和隔離電路三部分；380V/50Hz三相交流輸入電連接降壓式12脈沖自耦變壓整流電路輸入端；降壓式12脈沖自耦變壓整流電路的輸出端輸出直流電壓，與逆變電路的輸入端相連接；逆變電路的輸入、輸出端均接入驅動電路輸入端，經驅動電路再輸出至逆變電路；逆變電路輸出端連接隔離電路輸入端，通過隔離變壓器形成電氣隔離；隔離電路的輸出端連接相應的負載。所述的低壓岸電電源電路，其進一步設計在于所述的降壓式12脈沖自耦變壓整流電路包括降壓式12脈沖自耦變壓器、三相不控橋式整流橋電路、平衡電抗器和直流濾波電容。所述的低壓岸電電源電路，其進一步設計在于所述降壓式12脈沖自耦變壓器繞組具有一定的結構與連接方式，即自耦變壓器每相原邊一個長繞組包括兩個中間抽頭；A相繞組的連接方式為：原邊長繞組a1a2，中間兩個引出端a′和b″，副邊兩個短繞組c1c和cb2，中間抽頭c為引出端，原邊長繞組的首端a1與B相副邊繞組a1a的首端相連，原邊長繞組的末端a2與C相副邊繞組ba2的末端連接；B相繞組的連接方式為：原邊長繞組b1b2，中間兩個引出端b′和c″，副邊兩個短繞組a1a和ac2，中間抽頭a為引出端，原邊長繞組的首端b1與C相副邊繞組b1b的首端相連，原邊長繞組的末端b2與A相副邊繞組cb2的末端連接；C相繞組的連接方式為：原邊長繞組c1c2，中間兩個引出端c′和a″，副邊兩個短繞組b1b和ba2，中間抽頭b為引出端，原邊長繞組的首端c1與A相副邊繞組c1c的首端相連，原邊長繞組的末端c2與B相副邊繞組ac2的末端連接。所述的低壓岸電電源電路，其進一步設計在于所述降壓式12脈沖自耦變壓器每相原、副邊繞組之間滿足特定的匝比關系，以A相為例，A相原邊長繞組總匝數為Np，其中繞組a1a′，b″a2的匝數為Np1，繞組a′b″的匝數為Np2，副邊繞組b2c，cc1的匝數為Ns，則A相各繞組與原邊長繞組的匝數比為：B相，C相繞組匝數比與A相一致。所述的低壓岸電電源電路，其進一步設計在于降壓式12脈沖自耦變壓器輸出2組相位相差30°的三相交流電，通過所述三相不控橋式整流橋電路進行電壓整流，經平衡電抗器與濾波電容輸出直流電壓。所述的低壓岸電電源電路，其進一步設計在于所述逆變電路采用SVPWM控制，使直流電壓利用率為100％。所述的低壓岸電電源電路，其進一步設計在于所述隔離電路采用變比1∶1的隔離變壓器，將船舶負載與電源系統進行電氣隔離，避免船舶非線性電子負載對電源系統造成諧波污染。有益效果：(1)本技術采提供的低壓岸電電源電路與現有的低壓岸電電源系統相比，使用了12脈波整流調壓，可有效降低系統的諧波含量。(2)本技術提供的新型降壓式12脈沖自耦變壓整流器，將調壓電路與整流電路相結合，自耦變壓器的等效容量比僅為0.223，與傳統的隔離式變壓器相比，自耦變壓器體積小、質量輕。(3)逆變電路后無需調壓電路，進一步減少系統的體積與質量，降低系統成本。附圖說明附圖1電源系統結構框圖。附圖2降壓式12脈沖自耦變壓整流器電路圖。附圖3自耦變壓器繞組矢量圖。附圖4自耦變壓器繞組磁路圖。附圖5整流電路直流電壓波形圖。附圖6逆變器輸出A相相電壓波形圖(未濾波)。附圖7系統輸出A相相電壓波形圖。附圖中的主要符號說明：Vd——整流電路直流輸出電壓有效值；VaN，Va′N，Va″N——自耦變壓器A相輸入相電壓和2組輸出相電壓；a，b，c，a′，b′，c′和a″，b″，c″——自耦變壓器引出端；a1，a2，b1，b2，c1，c2——自耦變壓器繞組連接端；Lp1，Lp2——平衡電抗器；C——濾波電容；N——電路中性點；i1...i9——自耦變壓器各繞組電流。具體實施方式下面對本技術技術方案進行詳細說明，但是本技術的保護范圍不局限于所述實施例。實施例：如圖1所示為低壓岸電電源設計框圖，由降壓式12脈沖自耦變壓整流電路、逆變電路(包括驅動電路)和隔離電路三個部分組成。所述降壓式12脈自耦變壓整流電路如圖2所示，自耦變壓器每相包括一個原邊長繞組和2個副邊短繞組，A相原邊一個長繞組a1a2，其中a′和b″為兩個中間引出端，副邊兩個短繞組c1c和cb2，中間抽頭c為引出端，原邊長繞組的首端a1與B相副邊繞組a1a的首端相連，原邊長繞組的末端a2與C相副邊繞組ba2的末端連接。原邊長繞組a1a2總匝數為Np，其中繞組a1a′，b″a2的匝數為Np1，繞組a′b″的匝數為Np2，副邊繞組b2c，cc1的匝數為Ns，則A相各繞組與原邊長繞組的匝數比為：B相原邊長繞組為b1b2，b′和c″為中間引出端，副邊兩個短繞組a1a和ac2，中間抽頭a為引出端，原邊長繞組的首端b1與C相副邊繞組b1b的首端相連，原邊長繞組的末端b2與A相副邊繞組cb2的末端連接。原邊長繞組b1b2總匝數為Np，其中繞組b1b′，c″b2的匝數為Np1，繞組b′c″的匝數為Np2，副邊繞組a1a和ac2的匝數為都Ns，則B相各繞組與原邊長繞組的匝數比為：C相的原邊長繞組為c1c2，c′和a″為中間引出端，副邊兩個短繞組b1b和ba2，中間抽頭b為引出端，原邊長繞組的首端c1與A相副邊繞組c1c的首端相連，原邊長繞組的末端c2與B相副邊繞組ac2的末端連接。原邊長繞組c1c2總匝數為Np，其中繞組c1c′，a″c2的匝數為Np1，繞組c′a″的匝數為Np2，副邊繞組b1b和ba2的匝數為都Ns，則C相各繞組與原邊長繞組的匝數比為：根據上述連接方式和匝比關系，輸出端a′，b′，c′相電壓超前輸入端a，b，c相電壓15°；輸出端a″，b″，c″相電壓滯后輸入端a，b，c相電壓15°；自耦變壓器繞組矢量圖如圖3所示。變壓器輸出端相電壓Va′N，Va″N與輸入相電壓VaN滿足方程：Va′N＝Va″N＝0.874VaN。變壓器2組輸出電壓經整流后的通過平衡電抗器并聯得到直流輸出。整流橋1(輸入為a′，b′，c′)與整流橋2(輸入為a″，b″，c″)的輸出正端和負端分別通過平衡電抗器Lp1和Lp2相連，Lp1和Lp2中間抽頭分別為直流電路輸出正端和輸出負端。2組橋通過平衡電抗器并聯輸出時，每組整流橋都能獨立工作，整流器輸出矢量即為12相線電壓，輸出電壓的平均值為：圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種低壓岸電電源電路，其電路包括降壓式12脈沖自耦變壓整流電路、逆變電路和隔離電路三部分；380V/50Hz三相交流輸入電連接降壓式12脈沖自耦變壓整流電路輸入端；降壓式12脈沖自耦變壓整流電路的輸出端輸出直流電壓，與逆變電路的輸入端相連接；逆變電路的輸入、輸出端均接入驅動電路輸入端，經驅動電路再輸出至逆變電路；逆變電路輸出端連接隔離電路輸入端，通過隔離變壓器形成電氣隔離；隔離電路的輸出端連接相應的負載。

【技術特征摘要】
1.一種低壓岸電電源電路，其電路包括降壓式12脈沖自耦變壓整流電路、逆變電路和隔離電路三部分；380V/50Hz三相交流輸入電連接降壓式12脈沖自耦變壓整流電路輸入端；降壓式12脈沖自耦變壓整流電路的輸出端輸出直流電壓，與逆變電路的輸入端相連接；逆變電路的輸入、輸出端均接入驅動電路輸入端，經驅動電路再輸出至逆變電路；逆變電路輸出端連接隔離電路輸入端，通過隔離變壓器形成電氣隔離；隔離電路的輸出端連接相應的負載。2.根據權利要求1所述的低壓岸電電源電路，其特征在于：所述的降壓式12脈沖自耦變壓整流電路包括降壓式12脈沖自耦變壓器、三相不控橋式整流橋電路、平衡電抗器和直流濾波電容。3.根據權利要求2所述的低壓岸電電源電路，其特征在于：所述降壓式12脈沖自耦變壓器繞組具有一定的結構與連接方式，即自耦變壓器每相原邊一個長繞組包括兩個中間抽頭；A相繞組的連接方式為：原邊長繞組a1a2，中間兩個引出端a′和b″，副邊兩個短繞組c1c和cb2，中間抽頭c為引出端，原邊長繞組的首端a1與B相副邊繞組a1a的首端相連，原邊長繞組的末端a2與C相副邊繞組ba2的末端連接；B相繞組的連接方式為：原邊長繞組b1b2，中間兩個引出端b′和c″，副邊兩個短繞組a1a和ac2，中間抽頭a為引出端，原邊長繞組的首端b1與C相副邊...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：李金鳳，牛興偉，連校篇，牛蘭，邵雨辰，
申請(專利權)人：蘇交科集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32