專利名稱：高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源調(diào)節(jié)技術(shù)，尤其涉及一種高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置。
背景技術(shù)：
高壓大功率電源的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，隨著大功率器件和開關(guān)電源的發(fā)展，高壓大功率可調(diào)節(jié)電源具有多種實現(xiàn)形式和方案，對于恒功率工作范圍寬廣的高壓大功率可調(diào)節(jié)直流電源裝置，需要滿足最高輸出直流電壓與最大輸出直流電流的雙重要求?，F(xiàn)有技術(shù)中一般采用如下的技術(shù)方案，高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置將進線電源經(jīng)過低壓開關(guān)柜后提供給油浸式感應(yīng)調(diào)壓器，由感應(yīng)調(diào)壓器調(diào)壓輸出，供給干式高壓整流變壓器，經(jīng)高壓整流變壓器和電源出線柜后輸出可調(diào)直流電壓。該裝置通過感應(yīng)調(diào)壓器對電源進行調(diào)節(jié)輸出滿足最高輸出直流電壓與最大輸出直流電流的電源?，F(xiàn)有技術(shù)中的高壓大功率電源調(diào)節(jié)裝置為了滿足需求，通常是同時達(dá)到最高輸出直流電壓與最大輸出直流電流，由此使得電源系統(tǒng)容量非常高，會導(dǎo)致電源系統(tǒng)使用的整流變壓器及調(diào)壓器的容量、體積及重量都很大，整個高壓調(diào)節(jié)電源的裝置的成本也會很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，通過采用橋式整流電路對電源進行整流調(diào)節(jié)處理，實現(xiàn)了降低高壓調(diào)節(jié)電源裝置的體積及制造成本。一種高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，包括電源進線模塊、調(diào)節(jié)電源模塊和電源出線模塊；所述電源進線模塊，用于接收進線電源并進行變壓處理，將變壓處理的電源輸入到所述調(diào)節(jié)電源模塊；所述調(diào)節(jié)電源模塊，用于接收所述電源進線模塊輸入的電源，進行調(diào)壓和升壓處理，以及利用橋式整流電路進行電源整流調(diào)節(jié)處理，產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值或者預(yù)設(shè)電流值的直流電源；所述電源出線模塊，用于將所述調(diào)節(jié)電源模塊產(chǎn)生的直流電源輸出。本發(fā)明實施例的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，通過采用橋式整流電路對電源進行整流調(diào)節(jié)處理，在實現(xiàn)高壓大功率直流電源能夠滿足預(yù)設(shè)直流電壓與預(yù)設(shè)直流電流的雙重需要的同時，降低了對電源容量的需求，由此降低了裝置復(fù)雜度、體積和制造成本，具有很高的實用價值。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明一實施例提供的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實施例提供的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置的結(jié)構(gòu)框架圖；圖3為本發(fā)明一實施例提供的調(diào)節(jié)電源模塊的主電路圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明實施例提供了一種高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，在實現(xiàn)高壓大功率直流電源能夠滿足最高輸出直流電壓與最大輸出直流電流的雙重需要的同時，降低裝置的復(fù)雜度、 體積和制造成本。參見圖1所示為本實施例的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括電源進線模塊1、調(diào)節(jié)電源模塊2和電源出線模塊3。電源進線模塊1，用于接收進線電源并進行變壓處理，將變壓處理的電源輸入到調(diào)節(jié)電源模塊2;調(diào)節(jié)電源模塊2，用于接收電源進線模塊1輸入的電源，進行調(diào)壓和升壓處理，以及利用橋式整流電路進行電源整流調(diào)節(jié)處理，產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值或者預(yù)設(shè)電流值的直流電源。其中，該預(yù)設(shè)電壓值可以是根據(jù)用戶需求預(yù)先設(shè)置的電壓值，如可以為電源系統(tǒng)的最高輸出電壓值；該預(yù)設(shè)電流值也可以是根據(jù)用戶需求預(yù)先設(shè)置的電流值，如可以為電源系統(tǒng)的最大輸出電流值。電源出線模塊3，用于將調(diào)節(jié)電源模塊2產(chǎn)生的直流電源輸出。本實施例的裝置能夠根據(jù)用戶的需求，對電源進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，比如輸出滿足用戶需求的直流電壓，或者輸出滿足用戶需求的直流電流。需要說明的是，本實施例的裝置為降低電源容量，在輸出最高直流電壓時，輸出的電流不為最大直流電流；在輸出最大直流電流時，輸出的電壓不為最高直流電壓。調(diào)節(jié)電源模塊2包括調(diào)壓器、整流變壓器和電源調(diào)節(jié)器；調(diào)壓器，用于接收電源進線模塊1輸入的電源，進行調(diào)壓處理后輸入整流變壓器；整流變壓器，用于接收調(diào)壓器輸入的電源，進行升壓處理后輸入電源調(diào)節(jié)器；電源調(diào)節(jié)器，用于接收整流變壓器輸入的電源，進行整流調(diào)節(jié)處理后產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值或者預(yù)設(shè)電流值的直流電源。在本實施例中，電源調(diào)節(jié)裝置由兩組三相橋式整流電路對電源進行調(diào)節(jié)，通過采用兩組三相橋式整流電路串聯(lián)的方式，輸出最高直流電壓，通過采用兩組三相橋式整流電路并聯(lián)的方式，輸出最高直流電流。在下述實施例中結(jié)合具體的電路圖進行詳述。電源調(diào)節(jié)器包括兩組三相橋式整流電路和調(diào)節(jié)開關(guān)；調(diào)節(jié)開關(guān)，用于將兩組三相橋式整流電路調(diào)節(jié)為串聯(lián)或者并聯(lián)；兩組三相橋式整流電路在串聯(lián)時，對輸入電源進行整流調(diào)節(jié)處理，產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值的直流電源；兩組三相橋式整流電路在并聯(lián)時，對輸入電源進行整流調(diào)節(jié)處理，產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電流值的直流電源。
通常情況下，電源通常為三相電源，因此三相橋式整流電路包括三組橋臂。三相橋式整流電路具體的結(jié)構(gòu)和連接在下述實施例中結(jié)合附圖進行詳述。參見圖2所示為本實施例提供的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置的結(jié)構(gòu)框架圖，圖3所示為其中的調(diào)節(jié)電源模塊2的主電路圖，以下結(jié)合圖2和圖3進行詳細(xì)的說明。在本實施例中，電源進線模塊1包括高壓開關(guān)柜GK、高壓變壓器GB和電源進線器DJ ；調(diào)節(jié)電源模塊2包括調(diào)壓器TB、整流變壓器觀和電源調(diào)節(jié)器ZL，電源調(diào)節(jié)器ZL通過兩組三相橋式整流電路將電源調(diào)整為滿足預(yù)設(shè)直流電壓或者預(yù)設(shè)直流電流的輸出電源。 電源出線模塊3包括直流輸出柜ZC。各器件之間的連接關(guān)系可參照圖2。以下根據(jù)上述對該裝置的結(jié)構(gòu)和功能的描述，對該裝置的工作原理進行說明該裝置將進線高壓電源經(jīng)高壓變壓器GB降壓為低壓電源后，經(jīng)電源進線器DJ提供給調(diào)壓器TB，調(diào)壓器TB可以為接觸式感應(yīng)調(diào)壓器，由調(diào)壓器TB進行調(diào)壓后輸出，供給升壓型整流變壓器ZB，整流變壓器觀為12脈波的整流變壓器，整流變壓器觀進行升壓處理后輸出給電源調(diào)節(jié)器ZL ；經(jīng)過電源調(diào)節(jié)器ZL整流調(diào)節(jié)后輸出給直流輸出柜ZC，由直流輸出柜ZC輸出直流電源供給用戶。在整個裝置的運作期間，可以使用遠(yuǎn)控操作臺對裝置進行控制，根據(jù)具體的需求對調(diào)壓器TB進行調(diào)節(jié)，使其輸出的電壓相應(yīng)的上升或下降，以使得該裝置能夠輸出滿足用戶需求的直流電源。以下以該裝置的進線電源電壓為AClOkV，最高輸出直流電壓為5000V，最大輸出直流電流MOA為例進行說明。在某些應(yīng)用場景中，需要滿足最高輸出直流電壓，在另一些應(yīng)用場景中，需滿足最高輸出直流電流。如果直接把裝置按照最高輸出直流電壓5000V與最大輸出直流電流MOA來設(shè)計，則電源系統(tǒng)容量高達(dá)1200kVA，會造成系統(tǒng)的整流變壓器及調(diào)壓器的容量、體積及重量的大幅度增加。本實施例中為了滿足調(diào)節(jié)電源的性能需求并降低投資，如圖3所示，將整流變壓器觀的繞組接線方式定為十二脈波，電源調(diào)節(jié)器ZL設(shè)計為2組3相橋式整流電路，如圖3 所示，每組3相橋式整流電路包括三組6個橋臂，每個橋臂中包含整流元件、均壓電阻元件和阻容保護元件。整流元件包括串聯(lián)的兩個二極管，以對電源進行整流處理；均壓電阻元件包括兩個阻值相同的電阻，兩個電阻串聯(lián)，且一個電阻并聯(lián)接入一個整流二極管的兩端， 另一個電阻并聯(lián)接入另一個整流二極管的兩端；阻容元件包括一電阻和一電容，以對整流二極管進行保護。在2組3相橋式整流電路的輸出端加2個并聯(lián)開關(guān)ZKl和1個串聯(lián)開關(guān) ZK2,串聯(lián)開關(guān)Ukl閉合時，2組3相橋式整流電路輸出串聯(lián)，串聯(lián)工作時能夠輸出最高輸出直流電壓5000V ；兩個并聯(lián)開關(guān)ZKl閉合時，2組3相橋式整流電路輸出并聯(lián)，并聯(lián)工作時能夠輸出最大輸出直流電流Μ0Α。由此該裝置能夠滿足輸出最高輸出電壓和最大輸出電流的的雙重需要。需要說明的是，并聯(lián)開關(guān)和串聯(lián)開關(guān)是互鎖的，即并聯(lián)開關(guān)和串聯(lián)開關(guān)不能同時閉合，串聯(lián)開關(guān)閉合時，并聯(lián)開關(guān)打開；并聯(lián)開關(guān)閉合時，串聯(lián)開關(guān)打開。為了實現(xiàn)2組3相橋式整流電路進行安全的串并聯(lián)切換，需要保證直流電路的切換在低電壓、無負(fù)載的情況下進行，即直流電路串并聯(lián)切換時必須將直流電壓將為低電壓， 方可進行串聯(lián)到并聯(lián)的切換，或并聯(lián)到串聯(lián)的切換。另外，在該裝置中，可以在調(diào)壓器TB上加裝機械限位裝置進行過電壓保護。通過調(diào)整限位裝置，可以保證最高輸出直流電壓不會過高，由此解決了過電壓保護的問題。
本發(fā)明的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，在實現(xiàn)高壓大功率直流電源能夠滿足預(yù)設(shè)輸出直流電壓與預(yù)設(shè)輸出直流電流的雙重需要的同時，降低了裝置對電源容量的需求，由此降低了裝置的復(fù)雜度、體積以及制造成本，具有很高的實用價值。以下是該裝置在具體應(yīng)用時的一些工作狀態(tài)和說明，在實際應(yīng)用中，進線電源的電壓為AClOkV，經(jīng)過該裝置后，輸出滿足用戶需求的直流。該裝置的進線電源為AClOkV，經(jīng)高壓變壓器GB降壓為AC380V。高壓變壓器GB為油浸式冷卻方式，其額定輸入電壓為AC 10KV，額定輸出電壓為AC 380V或AC220V兩種制式的電源，高壓變壓器GB將輸入的高壓電降為低壓，以方便后續(xù)的控制與調(diào)節(jié)。電源進線器DJ通過柜內(nèi)隔離開關(guān)和主斷路器控制輸入電源的關(guān)和開，實現(xiàn)對裝置的過流保護，并通過柜體表面的儀表設(shè)備測試監(jiān)控裝置的運行狀況。調(diào)壓器TB可以為3相感應(yīng)式調(diào)壓器，額定容量為630kVA，額定輸入電壓為AC 380V或AC220V ；額定輸出電壓為AC 0-650V，調(diào)壓特性為無級、有載連續(xù)可調(diào)的電動調(diào)壓方式。調(diào)壓器TB完成直流電源的調(diào)壓處理，按照用戶需要對電壓進行調(diào)節(jié)后輸入整流變壓器觀，調(diào)壓器TB上還加裝有機械限位裝置進行過電壓保護。整流變壓器觀的繞組接線方式可以為十二脈波的方式，額定容量為630KVA，額定輸入電壓0-640V ；額定輸出線電壓0-5000V ；整流變壓器觀具有升壓與隔離的作用。電源調(diào)節(jié)器ZL內(nèi)置2組3相橋式整流電路，二組橋式整流電路串聯(lián)時，裝置額定輸出直流電源120A/5000V ；二組橋并聯(lián)運行時，裝置額定輸出直流電源240A/2500V。直流輸出柜ZC內(nèi)置有直流濾波電抗器、濾波電容、串、并聯(lián)開關(guān)等，以將直流電源輸出給用戶使用。遠(yuǎn)控操作臺具有緊急停止按鈕、故障燈、直流電壓、電流表、操作按鈕等，能夠顯示各器件的工作狀態(tài)，如運行、故障、超溫、升壓及降壓等，并安裝有緊急停止按鈕，實現(xiàn)對整個裝置運行的控制。該高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置采用調(diào)壓器TB對電源進行調(diào)壓，整流變壓器觀進行升壓以及電源調(diào)節(jié)器ZL進行整流調(diào)節(jié)，實現(xiàn)了電源平滑連續(xù)的調(diào)節(jié)。運行時有良好的電壓電流調(diào)節(jié)效果和較高的效率，與晶閘管調(diào)壓方式比較，對電網(wǎng)諧波干擾小，且堅固耐用，過載能力強，方便使用。采用2組3相橋式整流電路串并聯(lián)工作方式的設(shè)計，能夠滿足最高輸出直流電壓與最大輸出直流電流的雙重需要，且裝置體積、重量及成本大幅度減少。在高壓大功率工作環(huán)境如鐵路動車組核心部件的試驗中，能夠很好的滿足需求，輸出電源的參數(shù)可以很好地滿足要求。本發(fā)明實施例的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，通過采用2組3相橋式整流電路串并聯(lián)工作的方式，在實現(xiàn)高壓大功率直流電源能夠滿足最高輸出直流電壓與最大輸出直流電流的雙重需要的同時，降低了裝置的復(fù)雜度和體積，并進一步降低裝置的制造成本，具有很高的實用價值。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，包括電源進線模塊、調(diào)節(jié)電源模塊和電源出線模塊；所述電源進線模塊，用于接收進線電源并進行變壓處理，將變壓處理的電源輸入到所述調(diào)節(jié)電源模塊；所述調(diào)節(jié)電源模塊，用于接收所述電源進線模塊輸入的電源，進行調(diào)壓和升壓處理，以及利用橋式整流電路進行電源整流調(diào)節(jié)處理，產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值或者預(yù)設(shè)電流值的直流電源；所述電源出線模塊，用于將所述調(diào)節(jié)電源模塊產(chǎn)生的直流電源輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)電源模塊包括調(diào)壓器、整流變壓器和電源調(diào)節(jié)器；所述調(diào)壓器，用于接收輸入的電源，進行調(diào)壓處理后輸入所述整流變壓器；所述整流變壓器，用于接收所述調(diào)壓器輸入的電源，進行升壓處理后輸入所述電源調(diào)節(jié)器；所述電源調(diào)節(jié)器，用于接收所述整流變壓器輸入的電源，進行整流調(diào)節(jié)處理后產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值或者預(yù)設(shè)電流值的直流電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，所述電源調(diào)節(jié)器包括兩組三相橋式整流電路和調(diào)節(jié)開關(guān)；所述調(diào)節(jié)開關(guān)，用于將所述兩組三相橋式整流電路調(diào)節(jié)為串聯(lián)或者并聯(lián)；所述兩組三相橋式整流電路在串聯(lián)時，對輸入電源進行整流調(diào)節(jié)處理，產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值的直流電源；所述兩組三相橋式整流電路在并聯(lián)時，對輸入電源進行整流調(diào)節(jié)處理， 產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電流值的直流電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，所述三相橋式整流電路包括三組橋臂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，所述橋臂包括整流元件、均壓電阻元件和阻容保護元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，所述電源進線模塊包括高壓開關(guān)柜、高壓變壓器和電源進線器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，所述電源出線模塊包括直流輸出柜。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，其特征在于，所述調(diào)壓器上安裝有機械限位裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓大功率調(diào)節(jié)電源裝置，包括電源進線模塊、調(diào)節(jié)電源模塊和電源出線模塊；電源進線模塊接收進線電源并進行變壓處理，將變壓處理的電源輸入到所述調(diào)節(jié)電源模塊；調(diào)節(jié)電源模塊接收所述電源進線模塊輸入的電源進行調(diào)壓和升壓處理，利用橋式整流電路進行電源整流調(diào)節(jié)處理，產(chǎn)生滿足預(yù)設(shè)電壓值或者預(yù)設(shè)電流值的直流電源；電源出線模塊將調(diào)節(jié)電源模塊產(chǎn)生的直流電源輸出。本發(fā)明實施例的裝置通過采用橋式整流電路對電源進行整流調(diào)節(jié)處理，在實現(xiàn)高壓大功率直流電源能夠滿足預(yù)設(shè)直流電壓與預(yù)設(shè)直流電流的雙重需要的同時，降低了對電源容量的需求，由此降低了裝置復(fù)雜度、體積和制造成本，具有很高的實用價值。
文檔編號H02M7/25GK102255528SQ20101017929
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者周國卷, 姚小強 申請人:永濟新時速電機電器有限責(zé)任公司