一种基于电力电子技术的裂相变压器的制作方法

1.本发明属于分相电网领域，特别是涉及一种基于电力电子技术的裂相变压器。


背景技术：

2.随着中国经济快速发展，我大部分地区，用电方面需要日益加大，越来越多发电厂选择低压绕组双分裂的双绕组变压器作为厂用变压器。双分裂的低压绕组能为电厂的电气设备擬供两路独立的电源，有效地降低输电线路开关的速断容量等因数。但是传统的分裂中心抽头变压器造价昂贵且体积大。基于这种情况，本发明提供了一种基于电力电子技术的裂相变压器，是实现传统中心抽头变压器的效果的同时兼具体积小、效率高、成本低等优点。


技术实现要素：

3.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，包括：斩波模块，由上下两组双向导通元件组成，用于对输入电压进行分压；滤波模块，由滤波电感和滤波电容组成，用于对输出电压滤波并稳定输出电压；控制模块，用于根据输入输出电压的大小以及输出电流调节斩波模块的占空比；优选地，所述斩波模块包括上下两组双向导通元件，所述斩波模块用于将输入电压进行分压得到输出电压1和输出电压2；优选地，双向导通元件可以由两个igbt共阴极连接构成，其中两个igbt都需要反并联二极管；优选地，同一组内的开关器件驱动波形一致，上下两组导通元件交替导通；优选地，通常状态下两组导通元件的占空比都是50%，当输出电压1和输出电压2接入不同的负载时，可以通过调整导通元件的占空比控制输出电压1和输出电压2稳定在1/2的输入电压值；优选地，所述滤波模块包括上下两组滤波电容以及滤波电感，其中两组滤波电容分别并联在上下两组双向导通元件上，滤波电感串联在两组双向导通元件中点与两组滤波电容之间；所述滤波模块用于对稳定输出电压，滤出杂波；优选地，所述控制模块用于产生两组导通元件的驱动波，同时所述控制模块与输出相连，当输出电压1和输出电压2大小不同时，将对导通元件的占空比进行调整，使输出电压1和输出电压2稳定在1/2的输入电压值；优选地，输入既可以是直流也可以是交流；优选地，改变所述两组导通元件的占空比，亦可以得到不同的输出电压1和输出电压2；优选地，本发明旨在利用电力电子变换技术实现传统中心抽头变压器的效果。
有益效果
4.与现有技术相比，本发明提供了一种基于电力电子技术的裂相变压器，具备以下有益效果：本发明利用电力电子变换技术实现传统中心抽头变压器的效果，与传统的中心抽头变压器相比，本发明中的方法可以大幅度减小设备体积，提高效率。
附图说明
5.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
6.图1为本发明实施例的一种基于电力电子技术的裂相变压器电路结构图；图2为本发明实施例的斩波模块结构图；图3为本发明实施例的仿真模型图；图4为本发明实施例的直流输入仿真结果；图5为本发明实施例的交流输入仿真结果。
具体实施方式
7.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部
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分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
8.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
9.如图1所示，一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，包括：斩波模块1，由上下两组双向导通元件组成，用于对输入电压进行分压；滤波模块2，由滤波电感和滤波电容组成，用于对输出电压滤波并稳定输出电压；控制模块3，用于根据输入输出电压的大小以及输出电流调节斩波模块的占空比。
10.如图2所示，所述斩波模块1包括上下两组双向导通元件，所述斩波模块用于将输入电压进行分压得到输出电压1和输出电压2；如图2所示，双向导通元件可以由两个igbt共阴极连接构成，其中两个igbt都需要反并联二极管；如图2所示，同一组内的开关器件驱动波形一致，上下两组导通元件交替导通；如图1和图2所示，通常状态下两组导通元件的占空比都是50%，当输出电压1和输出电压2接入不同的负载时，可以通过调整导通元件的占空比控制输出电压1和输出电压2稳定在1/2的输入电压值；如图1所示，所述滤波模块包括上下两组滤波电容以及滤波电感，其中两组滤波电容分别并联在上下两组双向导通元件上，滤波电感串联在两组双向导通元件中点与两组滤波电容之间；所述滤波模块用于对稳定输出电压，滤出杂波；
如图1所示，所述控制模块用于产生两组导通元件的驱动波，同时所述控制模块与输出相连，当输出电压1和输出电压2大小不同时，将对导通元件的占空比进行调整，使输出电压1和输出电压2稳定在1/2的输入电压值；如图1所示，输入既可以是直流也可以是交流；且改变所述两组导通元件的占空比，亦可以得到不同的输出电压1和输出电压2；如图3所示，为仿真模型，如图4(a)所示为输入侧为直流的仿真结果，当输入电压为直流220v时，输出电压1和输出电压2均能稳定在直流110v，图4(b)所示，此时输出电压1和输出电压2已经稳定在110v左右，输出电压纹波仅在0.2v左右，在实际电路中可以调节滤波模块的参数以及开关频率进一步较小输出电压纹波；如图5所示，当输入电压为交流100v时，输出电压1和输出电压2均能输出幅值为50v的交流电，同样在实际电路中可以调节滤波模块的参数以及开关频率进一步较小输出电压纹波；本发明旨在利用电力电子变换技术实现传统中心抽头变压器的效果。
11.与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明利用电力电子变换技术实现传统中心抽头变压器的效果，与传统的中心抽头变压器相比，本发明中的方法可以大幅度减小设备体积，提高效率。
12.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
13.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，包括：斩波模块，由上下两组双向导通元件组成，用于对输入电压进行分压；滤波模块，由滤波电感和滤波电容组成，用于对输出电压滤波并稳定输出电压；控制模块，用于根据输入输出电压的大小以及输出电流调节斩波模块的占空比。2.根据权利要求1所述的一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，所述斩波模块包括上下两组双向导通元件，所述斩波模块用于将输入电压进行分压得到输出电压1和输出电压2。3.根据权利要求2所述的一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，所述双向导通元件可以由两个igbt共阴极连接构成，其中两个igbt都需要反并联二极管,同一组内的开关器件驱动波形一致，上下两组导通元件交替导通。4.根据权利要求2所述的一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，所述两组导通元件的占空比都是50%，当输出电压1和输出电压2接入不同的负载时，可以通过调整导通元件的占空比控制输出电压1和输出电压2稳定在1/2的输入电压值。5.根据权利要求1所述的一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，所述滤波模块包括上下两组滤波电容以及滤波电感，其中两组滤波电容分别并联在上下两组双向导通元件上，滤波电感串联在两组双向导通元件中点与两组滤波电容之间；所述滤波模块用于对稳定输出电压，滤出杂波。6.根据权利要求1所述的一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，所述控制模块用于产生两组导通元件的驱动波，同时所述控制模块与输出相连，当输出电压1和输出电压2大小不同时，将对导通元件的占空比进行调整，使输出电压1和输出电压2稳定在1/2的输入电压值，输入既可以是直流也可以是交流。7.根据权利要求2所述的一种基于电力电子技术的裂相变压器，其特征在于，改变所述两组导通元件的占空比，亦可以得到不同的输出电压1和输出电压2。

技术总结
本发明公开了一种基于电力电子技术的裂相变压器，包括：斩波模块，用于对输入电压进行分压；滤波模块，用于对输出电压滤波并稳定输出电压；控制模块，与输出电压和斩波模块相连，用于根据输出电压的大小调节斩波模块的占空比；本发明能够通过电力电子装置实现类似于传统中心抽头变压器的效果，对斩波模块的占空比进行微调便可以保证分压的均等，并且不需要传统中心抽头变压器中的电感，具有体积小、成本低、效率高等优点。效率高等优点。效率高等优点。


技术研发人员：冯洪风 袁其玉
受保护的技术使用者：艾伏新能源科技（上海）股份有限公司
技术研发日：2023.06.01
技术公布日：2023/8/31