本发明专利技术涉及网络反馈装置(10)，该网络反馈装置(10)用于将电能从直流能源(12)反馈至三相交流供应网络(32)，其中直流中间电路(24)的直流电压通过至少一个逆变器单元(14)被转换为三相电压并通过变压器装置(16)被反馈至交流供应网络(24)，该变压器装置(16)包括三个网络变压器绕组(38)。本发明专利技术的特征在于，网络变压器绕组(38)的第一绕组端子被连接至第一逆变器转置(14a)的半桥(30)，并且变压器装置(16)的网络变压器绕组(38)的第二绕组端子被连接至第二逆变器装置(14b)的半桥。在辅助方面，本发明专利技术涉及能量反馈系统，该能量反馈系统用于将光伏源、燃料电池源、蓄电池源或者可机械操作的直流发电机连接至交流供应网络或者交流用电设备，特别是连接至三相马达，并且还涉及用于高效能的电压反馈的操作方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及网络反馈装置(10)，该网络反馈装置(10)用于将电能从直流能源(12)反馈至三相交流供应网络(32)，其中直流中间电路(24)的直流电压通过至少一个逆变器单元(14)被转换为三相电压并通过变压器装置(16)被反馈至交流供应网络(24)，该变压器装置(16)包括三个网络变压器绕组(38)。本专利技术的特征在于，网络变压器绕组(38)的第一绕组端子被连接至第一逆变器转置(14a)的半桥(30)，并且变压器装置(16)的网络变压器绕组(38)的第二绕组端子被连接至第二逆变器装置(14b)的半桥。在辅助方面，本专利技术涉及能量反馈系统，该能量反馈系统用于将光伏源、燃料电池源、蓄电池源或者可机械操作的直流发电机连接至交流供应网络或者交流用电设备，特别是连接至三相马达，并且还涉及用于高效能的电压反馈的操作方法。【专利说明】
本专利技术涉及用于将来自直流能源的电能反馈至交流或者三相供应网络的网络反馈装置，其中直流中间电路的直流电压通过至少一个逆变器单元被转换为交流或者三相电压并且通过变压器装置被反馈至交流供应网络。本专利技术的次要方面涉及用于将来自光伏源、燃料电池、蓄电池源或者后接整流器的交流发电机的直流电压反馈至交流供应网络的能量反馈系统，涉及用于操作此类网络反馈装置的操作方法，以及涉及用于操作交流用电设备网络反馈装置的应用，特别是交流马达的应用。原则上，根据本专利技术的装置也能够用于翻转能量流的方向，从而为直流用电设备提供可调整的中间电路电压。
技术介绍
从在先技术中可知，伴随着网络反馈装置，来自诸如蓄电池、光伏电池、燃料电池或者类似的直流电源的直流电源的电能可被转换为交流或者三相能量并被反馈至供应网络。通常地，具有最大的受到由直流电源提供的直流电压所限的三相输出电压的单一的逆变器单元被用于此目的。例如，光伏反馈系统中直流电压由太阳能电池布置的最大功率点(MPP)的电压所决定，即太阳能电池的电流/电压图表中能够得到最大功率的点，即该点上电流和电压的结果取最大值，以及直流电压取决于太阳能电池的操作模式和类型。通过利用在最大功率点MPP的电压以及相应的电流，使用光伏电池能够达到最佳效率，另一方面，网络反馈装置的直流中间电路中渴望电压配置具有高度灵活性。由于用于反馈至供应网络的最大可能交流电压导致电流幅度的减小并且由于效率、所包含的部件的物理大小以及花费方面的原因而令人满意，从而为了达到同样的功率所需的电流通过高的直流中间电路电压而相应地减少，进而允许部件能够持续更长时间，更加经济并且尺寸更小，根据直流中间电路电压的幅度，尽可能使得可传送的交流电压最大化。 在从现有技术中已知的三相逆变器的情形下，变压器由三相逆变器所提供，其中，下述关系通常被应用到光伏领域中三相电压的最大化:UAe <UMPPmin/V2.0.9，其中， U_in为太阳能电池的最大功率点MPP上的最小电压，其中，为了容许误差的管理和补偿，提供了 10%的保留，以及三次谐波零序分量被引入到调制中。典型地，在光伏领域的应用中，最小直流中间电路电压为450V，从而线性三相电压的最大输出电压大约为290V。此类三相电压不足以反馈典型的400V三相网络，从而必须使用网络侧变压器，升压转换器或者用于调整电压的其它装置。结果，在例如是10kW系统的情形下，在交流电压侧的所有部件，换言之，在用电设备网络侧的所有部件，即变压器、滤波器、扼流圈以及输出架，可形成用于网络电流高达200A所需的尺寸，即相对高的电流负载，其使得反馈电路相对昂贵、复杂以及低效。此外，光伏电池的高的开路电压通常意味着下一个更高电压等级的半导体部件需在逆变器中采用，否则，不可能在高的中间电路电压下调节逆变器至那样的结果。 迄今为止已知的用于通过网络变压器的网络反馈的逆变器布局的切换行为会在输出电压中引起作用于网络变压器初级绕组上的谐波，导致了变压器中的高损耗以及反馈至网络的电压具有较高的谐波分量。损耗引起了有害的变热并且降低了网络反馈电路的效率。电路的服务寿命也由于高功耗而减少。为此，逆变器的输出端常采用复杂网络或者正弦波滤波器，这些相对昂贵，物理尺寸大，并且增加了故障敏感性以及网络反馈电路的花费。 从上述现有技术出发，本专利技术旨在克服已知方法的不足。 上述不足通过根据独立权利要求的装置、方法和网络反馈装置的应用而克服。本专利技术的有利改进在于从属权利要求的主题。
技术实现思路
在第一创造性方面，提供了一种用于将来自至少一个直流能源的电能反馈至交流或者三相供应网络的网络反馈装置，其中，直流中间电路的直流电压通过至少一个逆变器单元被转换为交流或者三相电压并且通过包括三个网络变压器绕组的变压器装置被反馈至交流供应网络。为此，根据本专利技术的网络变压器绕组的第一绕组端子与第一逆变器单元的半电桥相连，变压器装置的网络变压器绕组的第二绕组端子与第二逆变器单元的半电桥相连。通过操作两个逆变器单元的半电桥之间的网络变压器绕组，为了将直流电压转换为三相电压，直流中间电路电压的全部范围均被利用。通过操作两个逆变器装置中的初级侧变压器绕组，后者可在切换周期中平均值为输出电压的幅度下被操作，即从DC+至DC-而被操作。根据现有技术，如果该绕组可选择地与逆变器单元一起操作，则在星形电路(Y型电路)的情形下，对每个绕组而言，可用的切换周期中平均幅度仅为(DC+-DC-)/#,以及在三角形电路的情形下，逆变器单元供应的电流为变压器装置绕组所接受的电流的力倍。这些增加的电流或者减少的电压可在根据本专利技术的装置中被避免，从而交流输出电压能够增加#倍。 根据本专利技术，具有初级绕组端子的变压器单独生产，从而在变压器装置中，特别是一个独立电压，以及优选地三个电压的变压器装置中，可通过具有六个端子的开式变压器绕组而从外部接入。变压器装置的初级绕组的每个第一端子与第一逆变器相连，相应的初级绕组的第二端子与第二变频器相连。例如，通过两个逆变器单元的协调操作，为了利用最大发电机功率，可灵活利用太阳能电池布置的最大功率点MPP的电压范围。这优化了直流能量反馈源的网络反馈功率。和根据本专利技术的装置一起，还提供了最大交流输出电压，从而相应的功率半导体组件可被形成用于较低电流负载所需的尺寸，即具有更小的尺寸以及制造更加经济。逆变器单元中较低的电流导致了传输和切换损耗的降低，同时改进了反馈装置的效率。随着根据本专利技术的双逆变器的布局，第一逆变器单元的输出相LIU、LlV和LlW的电压电位以及第二逆变器单元的输出相L2U、L2V和L2W的电压电位在更细的级中彼此独立地被切换，由此更小的电压变化结果以及谐波分量与相应的损耗一起被降低。输出电压近似正弦曲线。 在本专利技术的有利的改进中，第一逆变器单元可与网络同步操作以确定输出的供应网络电压的极性，特别在50Hz或者60Hz频率，以及第二逆变器单元可在更高PWM(脉冲宽度调制)周期频率操作以便调制，特别的，以大于500Hz的频率，并且优选地，至少为4kHz。切换频率为8kHz，16kHz或者更大是可能的并且有利的。第一逆变器确定输出的供应网络电压的极性，即阳极或者阴极半波，在此过程中以所需的供应网络频率与网络同步地被操作，所需的供应网络频率通常为50Hz或者60本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种网络反馈装置(10)，其用于将电能从至少一个直流能源(12)反馈至三相交流供应网络(32)，其中，直流中间电路(24)的直流电压通过至少一个逆变器单元(14)被转换为三相电压并且通过变压器装置(16)被反馈至交流供应网络(24)，所述变压器装置(16)包括三个网络变压器绕组(38)，其特征在于：网络变压器绕组(38)的第一绕组端子被连接至第一逆变器单元(14a)的半桥(30)，以及变压器装置(16)的网络变压器绕组(38)的第二绕组端子被连接至第二逆变器单元(14b)的半桥。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：海科·派克温克尔，安德烈亚斯·缤特，
申请(专利权)人：路斯特绿能电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。