一种单相电转换为三相电的电压源的制作方法

1.本实用新型涉及交流供电技术领域，特别涉及一种单相电转换为三相电的电压源。


背景技术：

2.人们所常见的生活用电和办公用电均为单相交流供电，电气设备的动力通过单相交流电由单相电动机提供，单相电动机的缺点是起动力矩小，效率低。如需使用起动力矩大，效率高的动力必须使用三相交流电动机，三相电需重新架设一条三相电线，投入资金大，费用高，室内线路复杂。因此，本专利提出一种将单相电转换为三相电的电压源装置，可适应三相用电场合要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种单相电转换为三相电的电压源，变压器从单相交流电源取电后通过变流器处理，再输出给三相负载，不但能提供稳定可靠的三相电，还能避免敷设专用线路所带来的工程建设等人力物力资源投入。本实用新型通过以下技术手段实现：
4.一种单相电转换为三相电的电压源，包括第一变压器、第二变压器和变流器，所述第一变压器包括原边绕组、第一次边绕组和第二次边绕组，第二变压器包括原边绕组和次边绕组，所述第一变压器的原边绕组用于从单相交流电源取单相电，所述第一变压器的第二次边绕组两端与所述变流器的单相输入端连接，所述第二变压器的原边绕组两端与所述变流器的单相输出端连接，所述第一变压器的第一次边绕组和第二变压器的次边绕组共同组成三相绕组，所述三相绕组作为所述电压源的三相输出端。
5.进一步地，所述第一变压器的第一次边绕组和第二变压器的次边绕组采用vv接线方式。
6.进一步地，所述第一变压器的第一次边绕组和第二变压器的次边绕组采用scott接线方式。
7.进一步地，所述变流器为三桥臂变流器，其中，第一桥臂和第二桥臂的中点引出端子作为所述变流器的单相输入端，第二桥臂和第三桥臂的中点引出端子作为所述变流器的单相输出端。
8.进一步地，第一桥臂包括第一大功率晶体管和第二大功率晶体管，第二桥臂包括第三大功率晶体管和第四大功率晶体管，第三桥臂包括第五大功率晶体管和第六大功率晶体管；其中：第一大功率晶体管的发射极与第二大功率晶体管的集电极串联连接，串联点作为第一桥臂的中点引出端子p；第三大功率晶体管的发射极与第四大功率晶体管的集电极串联连接，串联点作为第二桥臂的中点引出端子m；第五大功率晶体管的发射极与第六大功率晶体管的集电极串联连接，串联点作为第三桥臂的中点引出端子n；
9.第一大功率晶体管、第三大功率晶体管和第五大功率晶体管的集电极相互连接，
连接点为e点；第二大功率晶体管、第四大功率晶体管和第六大功率晶体管的发射极相互连接，连接点为f点；e点和f点之间并联有电容器；第一大功率晶体管、第二大功率晶体管、第三大功率晶体管、第四大功率晶体管、第五大功率晶体管和第六大功率晶体管的控制极均接入脉宽调制解调器。
10.本实用新型提供一种单相电转换为三相电的电压源，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
11.1、在仅有单相电的条件下，需使用三相电气设备时，可由单相电转换为三相电的电压源提供三相电源，无需额外架设三相电线路，减少人力、设备等投入；
12.2、本实用新型变流器中的单相输入端和单相输出端共用一个桥臂，大幅减小了所需要配置的电力电子变流器容量；
13.3、本实用新型的拓扑科学并简洁，单相电源转三相电源的经济性很高；
14.4、采用本实用新型，可以减少地方供电网为铁路敷设专用线路所带来的土地、人力、物力以及工程等的投入。
附图说明
15.图1为根据一示例性实施例示出的第一种电压源结构示意图。
16.图2为根据一示例性实施例示出的第二种电压源结构示意图。
17.图3为根据一示例性实施例示出的变流器结构示意图。
具体实施方式
18.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
19.实施例1
20.如图1和图2所示，本实施例提供一种单相电转换为三相电的电压源，包括第一变压器t1、第二变压器t2和变流器v1，所述第一变压器t1包括原边绕组k、第一次边绕组k1和第二次边绕组k2，第二变压器t2包括原边绕组l和次边绕组l1，所述第一变压器t1的原边绕组k用于从单相交流电源取单相电，所述第一变压器t1的第二次边绕组k2两端与所述变流器v1的单相输入端连接，所述第二变压器t2的原边绕组l两端与所述变流器v1的单相输出端连接，所述第一变压器t1的第一次边绕组k1和第二变压器t2的次边绕组l1共同组成三相绕组，所述三相绕组作为所述电压源的三相输出端。具体地，实施本实施例时，第一变压器t1的原边绕组k与单相交流电源连接并从单相交流电源取单相电，变压器t1的第二次边绕组k2与变流器v1的单相输入端连接并将从原边绕组k感应得到单相交流电输入给变流器v1，变流器v1经过调整相位后通过单相输出端输出单相电给第二变压器t2的原边绕组l，第一变压器t1的第一次边绕组k1和第二变压器t2的次边绕组感应得到三相电并输出至电压源的a、b、c三相。实施本实施例时，线路中需要的开关装置根据实际情况设置即可。
21.另外需要说明的是，考虑到单相交流电源的电压等级可能较高(比如牵引供电系统中，牵引网电压通常为27.5kv)，而变流器电力电子器件的电压承受能力有限，如果采用变流器v1直接从牵引网取电的方式，很容易造成变流器损坏或者极大缩短变流器使用寿命，而采用变压器t1先变压再输电给变流器v1，可以起到降压隔离作用，极大改善变流器v1
的使用环境从而延长变流器v1的使用寿命。
22.作为优选，如图1所示，所述第一变压器t1的第一次边绕组k1和第二变压器t2的次边绕组l1采用vv接线方式。
23.作为优选，如图2所示，所述第一变压器t1的第一次边绕组k1和第二变压器t2的次边绕组l1采用scott接线方式。
24.作为优选，所述变流器v1为三桥臂变流器，其中，第一桥臂b1和第二桥臂b2的中点引出端子作为所述变流器v1的单相输入端，第二桥臂b2和第三桥臂b3的中点引出端子作为所述变流器v1的单相输出端。
25.具体地，如图3所示，第一桥臂b1包括第一大功率晶体管bg1和第二大功率晶体管bg2，第二桥臂b2包括第三大功率晶体管bg3和第四大功率晶体管bg4，第三桥臂b3包括第五大功率晶体管bg5和第六大功率晶体管bg6；其中：第一大功率晶体管bg1的发射极与第二大功率晶体管bg2的集电极串联连接，串联点作为第一桥臂b1的中点引出端子p；第三大功率晶体管bg3的发射极与第四大功率晶体管(bg4)的集电极串联连接，串联点作为第二桥臂b2的中点引出端子m；第五大功率晶体管bg5的发射极与第六大功率晶体管bg6的集电极串联连接，串联点作为第三桥臂b3的中点引出端子n；
26.第一大功率晶体管bg1、第三大功率晶体管bg3和第五大功率晶体管bg5的集电极相互连接，连接点为e点；第二大功率晶体管bg2、第四大功率晶体管bg4和第六大功率晶体管bg6的发射极相互连接，连接点为f点；e点和f点之间并联有电容器；第一大功率晶体管bg1、第二大功率晶体管bg2、第三大功率晶体管bg3、第四大功率晶体管bg4、第五大功率晶体管bg5和第六大功率晶体管bg6的控制极均接入脉宽调制解调器。
27.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。