基于电容储能和双向Buck电路的MCR快速励磁装置的制作方法

基于电容储能和双向buck电路的mcr快速励磁装置
技术领域
1.本实用新型涉及用于mcr（磁控电抗器）的励磁装置，具体地指一种基于电容储能和双向buck电路的mcr快速励磁装置。


背景技术：

2.在磁控电抗器的运行中，需要对磁控电抗器进行励磁，目前的磁控电抗器励磁系统主要为可控整流励磁系统。这种整流系统存在触发频率低，响应速度慢等缺点，仅能在0.5~1个周期内触发一次。同时，这种整流系统处于逆变状态时无法使能量流回电网，降低了能量利用率。可控整流系统的所有电流全部流经变压器的高压绕组与低压绕组，对变压器本体性能要求很高，且难以满足励磁绕组两端在励磁时施加高压、稳定状态时施加低压的要求。
3.因此，急需要一种响应速度快、能量能够双向流动、控制较为方便和结构简单的磁控电抗器快速励磁装置来对磁控电抗器进行快速励磁。


技术实现要素：

4.本实用新型目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种基于电容储能和双向buck电路的mcr快速励磁装置，该磁控电抗器快速励磁装置响应速度快、直流电压稳定输出、能够实现能量双向流动。
5.实现本实用新型目的采用的技术方案是一种基于电容储能和双向buck电路的mcr快速励磁装置，该mcr快速励磁装置包括不可控整流电路、限流电感、多个并联的电容、双向buck电路和励磁绕组，三相电依次经过所述不可控整流电路、双向buck电路后施加到励磁绕组上；所述不可控整流电路包括六个二极管，第一、第二、第三二极管的阳极分别与第四、第五、第六二极管的阴极相连，三个相连处分别连接三相电，第一、第二、第三二极管的阴极作为第一输入输出端，第四、第五、第六二极管的阳极作为第二输入输出端；所述限流电感的一端与第一输入输出端连接，多个并联的电容串联在限流电感的另一端与第二输入输出端之间；所述双向buck电路串联在限流电感的另一端与第二输入输出端之间。
6.在上述技术方案中，所述双向buck电路与限流电感的另一端之间串联有能量泄放电路，所述能量泄放电路包括稳压二极管、两个分压电阻、三极管和两个能量泄放电阻，第一分压电阻的一端与输出端连接，另一端与稳压管的阴极连接；第二分压电阻的一端与输出端连接，另一端与三极管的集电极连接，三极管的基极与稳压管的阳极连接；第一能量泄放电阻分别连接在三极管的集电极与发射极之间，第二能量泄放电阻的分别连接在稳压管的阴极与三极管的发射极之间。
7.在上述技术方案中，所述双向buck电路包括第一igbt、第一二极管、第二igbt和第二二极管，所述第一igbt的发射极与第一二极管的阴极连接，所述第二二极管的阳极与第二igbt的集电极连接；所述第一二极管的阳极与第二igbt的发射极与所述第二输入输出端连接，所述第二二极管的阴极与第一igbt的集电极与所述第一输入输出端连接；所述第一
igbt的发射极和第二igbt的集电极分别与励磁绕组连接。
8.本实用新型基于电容储能和双向buck电路的mcr快速励磁装置的工作原理如下：
9.不可控整流电路的输出通过限流电感对多个并联电容充电，并联电容存储能量，用以输出稳定的直流电压，同时能量泄放电路与电容两端并联。并联电容作为双向buck电路的输入，双向buck电路输出为励磁绕组励磁。控制双向buck电路中开关管合理导通，便可以输出高幅值的直流电压脉冲波，从而实现快速励磁的目的。
10.与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：
[0011] 1、本实用新型将电容储能与双向buck电路组合使用，电容输出作为双向buck电路的输入，通过合理的控制便可以输出高幅值的直流电压，响应速度较快，实现快速励磁。
[0012]
2、本实用新型采用了双向buck电路，能量双向流动，控制较为简单，容易满足快速励磁时高电压、正常工作时低电压的要求。
附图说明
[0013]
图1为本实用新型基于电容储能和双向buck电路的mcr快速励磁装置的结构示意图。
具体实施方式
[0014]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0015]
如图1所示，本实用新型基于电容储能和双向buck电路的mcr快速励磁装置，该mcr快速励磁装置包括不可控整流电路、限流电感、多个并联的电容，双向buck电路和励磁绕组。其中，不可控整流电路包括六个二极管，第一、第二、第三二极管的阳极分别与第四、第五、第六二极管的阴极相连，三个相连处分别连接三相电，第一、第二、第三二极管的阴极作为第一输入输出端，第四、第五、第六二极管的阳极作为第二输入输出端。
[0016]
限流电感的一端与第一输入输出端连接，多个并联的电容串联在限流电感的另一端与第二输入输出端之间；双向buck电路串联在限流电感的另一端与第二输入输出端之间。
[0017]
本实施例中，双向buck电路与限流电感的另一端之间串联有能量泄放电路，能量泄放电路包括稳压二极管、两个分压电阻、三极管和两个能量泄放电阻，第一分压电阻的一端与输出端连接，另一端与稳压管的阴极连接；第二分压电阻的一端与输出端连接，另一端与三极管的集电极连接，三极管的基极与稳压管的阳极连接；第一能量泄放电阻分别连接在三极管的集电极与发射极之间，第二能量泄放电阻的分别连接在稳压管的阴极与三极管的发射极之间。
[0018]
作为本实用新型的一种优选实施方案，所用双向buck电路包括第一igbt（s1）、第一二极管d1、第二igbt（s2）和第二二极管d2，第一igbt（s1）的发射极与第一二极管d1的阴极连接，第二二极管d2的阳极与第二igbt（s2）的集电极连接；第一二极管d1的阳极与第二igbt（s2）的发射极与第二输入输出端连接，第二二极管d2的阴极与第一igbt（s1）的集电极与第一输入输出端连接；第一igbt（s1）的发射极和第二igbt（s2）的集电极分别与励磁绕组连接。
[0019]
本实用新型中三相不可控整流电路由上下桥臂都是整流二极管的桥式电路构成，
其中三相交流电由上下桥臂连接点处输入，输出为桥式电路的上下两个端点，经由限流电感对多个并联电容充电，其中电容为c1至c
n
，并联在整流输出的两端，电容数量越多，储能效果越明显，输出电压越稳定。泄放电路由稳压二极管、两只分压电阻、三极管和能量泄放电阻组成，分压电阻和稳压管实现对三极管的导通控制，当三极管开通时，励磁绕组上的能量便经由双向buck电路的二极管桥臂d1和d2消耗在能量泄放电阻之上。
[0020]
双向buck电路的左端为储能电容，右端为励磁绕组l，当能量由左向右流动时为快速励磁模式，此时第二igbt（s2）保持常开通状态，控制第一igbt（s1）合理得导通与关断，便可以输出高幅值的电压脉冲，实现快速励磁；当能量由右向左流动时为能量泄放模式，此时第一igbt（s1）和第二igbt（s2）处于关断状态，励磁绕组l所存储的能量由第一二极管d1和第二二极管d2回馈至泄放电路，两种工作模式实现能量双向流动。
[0021]
以上所述为本实用新型的最佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍落入本实用新型的保护范围内。