本发明专利技术提供了一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，属于电力电子技术领域。本发明专利技术由三组双向交‑交变流器、三组LC滤波器、三组隔离型变压器、两组三相全控整流桥和平衡电抗器组成。本发明专利技术采用一定的控制方法，通过控制全控型器件的导通关断状态，实现电能在电网侧与负载侧之间的双向流动，电动汽车充电电源在电网波谷时对蓄电池充电，在电网波峰时蓄电池储存的能量可通过充电电源回馈至电网，起到合理分配电能，减缓供电压力的作用。当蓄电池工作在充电模式时，由隔离变压器、两组整流桥和平衡电抗器组成的12脉波整流器可将LC滤波电路输出的高频三相交流电频率提升为原来的12倍，具有有效降低输出电流纹波系数的作用。
【技术实现步骤摘要】
一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源
本专利技术涉及一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，属于电力电子
技术介绍
随着燃油汽车数目的急剧增加，石油消耗量不断增长，由此带来的能源短缺和环境污染问题日益严重。电动汽车的推广作为有效减小能源供应压力，减少污染气体排放，缓解温室效应的重要举措，使其成为当前汽车工业研究的热点。完善的能源供应网络和高效的充电装置是电动汽车发展和普及的关键因素。近年来，越来越多的电动汽车充电装置接入电网，电网的经济可靠运行面临巨大挑战。当电动汽车充电高峰与原有的电网负荷高峰重合时，存在用电短缺风险，电网用电负荷峰谷差增大，降低供电的可靠性；电动汽车充电装置中非线性器件的使用将会产生大量谐波，增大电网的功率损耗，影响电网的正常运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，包括a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器、a相LC滤波器、b相LC滤波器、c相LC滤波器、a相隔离型变压器、b相隔离型变压器、c相隔离型变压器、第一组三相全控整流桥、第二组三相全控整流桥和平衡电抗器，a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器和c相双向交-交变流器的输入端分别与a、b、c三相电网相连，a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器和c相双向交-交变流器的输出端分别连接a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器的输入端，a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器的输出端分别连接a相隔离型变压器、b相隔离型变压器和c相隔离型变压器的原边绕组，a相隔离型变压器、b相隔离型变压器和c相隔离型变压器的副边绕组输出两组存在30°相位差的高频三相交流电，两组高频交流电分别输入到第一组三相全控整流桥和第二组三相全控整流桥，第一组三相全控整流桥和第二组三相全控整流桥的正极分别与平衡电抗器连接，第一组三相整流桥和第二组三相整流桥的负极与负载的负极性端连接，负载的另一端与平衡电抗器的绕组中点连接。一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，所述a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器都包含单相全控整流桥、双向DC/DC变换器和H桥逆变器三部分，a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器中的三组单相全控整流桥输入端与交流电网相连，三组单相全控整流桥的输出端分别与三组双向DC/DC变换器相连，三组双向DC/DC变换器的输出端连接三组H桥的直流侧，三组H桥输出的高频交流电分别与a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器相连。一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，所述a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器都包含一个电容和一个电感。一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，所述的a相隔离变压器、b相隔离变压器和c相隔离变压器均包含5个绕组，其包含Nn1、Nn2、Nn3、Nn4和Na55个绕组，其中Nn1为原边绕组，Nn2、Nn3、Nn4、Nn5为副边绕组，n为a、b或c；各绕组匝数满足Na1＝Nb1＝Nc1、Na2＝Na4＝Nb2＝Nb4＝Nc2＝Nc4、Na3＝Na5＝Nb3＝Nb5＝Nc3＝Nc5。一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，所述的a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器和c相双向交-交变流器具有相同的结构，a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器具有相同的结构，a相隔离型变压器、b相隔离型变压器和c相隔离型变压器具有相同的绕组结构，每一相的双向交-交变流器、LC滤波器和隔离型变压器能组成一个结构相同的模块，每个模块的功能采用相同的实现方式。一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，所述a相隔离型变压器、b相隔离型变压器、c相隔离型变压器、第一组三相全控整流桥、第二组三相全控整流桥和平衡电抗器组成12脉波整流器。一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，在电池充电模式时，工频三相交流电经a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器和a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器转换为高频三相交流电；在电池向电网回馈电能时，高频三相交流电经a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器和a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器转换为工频三相交流电。本专利技术一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，能实现能量的双向流动，在电网用电低谷时向蓄电池充电，在用电高峰时向电网馈电，达到合理分配电能，提升利用效率的目的；能提升负载侧输出电压频率，减小输出电流纹波系数，在提高蓄电池充电效率、延长使用寿命的同时，减少谐波对电网的危害，保证电网的平稳运行。附图说明图1为本专利技术一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源的电源拓扑图。图中附图标记：1为a相双向交-交变流器；2为b相双向交-交变流器；3为c相双向交-交变流器；4为a相LC滤波器；5为b相LC滤波器；6为c相LC滤波器；7为a相隔离型变压器；8为b相隔离型变压器；9为c相隔离型变压器；10为第一组三相全控整流桥；11为第二组三相全控整流桥；12为平衡电抗器。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。实施例一：如图1所示，本实施例所涉及的一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，包括：a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器、a相LC滤波器、b相LC滤波器、c相LC滤波器、a相隔离型变压器、b相隔离型变压器、c相隔离型变压器、第一组三相全控整流桥、第二组三相全控整流桥和平衡电抗器，a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器和c相双向交-交变流器的输入端分别与a、b、c三相电网相连，a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器和c相双向交-交变流器的输出端分别连接a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器的输入端，a相LC滤波器、b相LC滤波器和c相LC滤波器的输出端分别连接a相隔离型变压器、b相隔离型变压器和c相隔离型变压器的原边绕组，a相隔离型变压器、b相隔离型变压器和c相隔离型变压器的副边绕组输出两组存在30°相位差的高频三相交流电，两组高频交流电分别输入到第一组三相全控整流桥和第二组三相全控整流桥，第一组三相全控整流桥和第二组三相全控整流桥的正极分别与平衡电抗器连接，第一组三相整流桥和第二组三相整流桥的负极与负载的负极性端连接，负载的另一端与平衡电抗器的绕组中点连接。实施例二：如图1所示，本实施例所涉及的一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，所述a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器都包含单相全控整流桥、双向DC/DC变换器和H桥逆变器三部分，a相双向交-交变流器、b相双向交-交变流器、c相双向交-交变流器中的三组单相全控整流桥输入端与交流电网相连，三组单相全控整流桥的输出端分别与三组双向DC/DC变换器相连，三组双向DC/DC变换器的输出端连接三组H桥的直流侧，三组本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，其特征在于，电动汽车充电电源包括a相双向交‑交变流器(1)、b相双向交‑交变流器(2)、c相双向交‑交变流器(3)、a相LC滤波器(4)、b相LC滤波器(5)、c相LC滤波器(6)、a相隔离型变压器(7)、b相隔离型变压器(8)、c相隔离型变压器(9)、第一组三相全控整流桥(10)、第二组三相全控整流桥(11)和平衡电抗器(12)，a相双向交‑交变流器(1)、b相双向交‑交变流器(2)和c相双向交‑交变流器(3)的输入端分别与a、b、c三相电网相连，a相双向交‑交变流器(1)、b相双向交‑交变流器(2)和c相双向交‑交变流器(3)的输出端分别连接a相LC滤波器(4)、b相LC滤波器(5)和c相LC滤波器(6)的输入端，a相LC滤波器(4)、b相LC滤波器(5)和c相LC滤波器(6)的输出端分别连接a相隔离型变压器(7)、b相隔离型变压器(8)和c相隔离型变压器(9)的原边绕组，a相隔离型变压器(7)、b相隔离型变压器(8)和c相隔离型变压器(9)的副边绕组输出两组存在30°相位差的高频三相交流电，两组高频交流电分别输入到第一组三相全控整流桥(10)和第二组三相全控整流桥(11)，第一组三相全控整流桥(10)和第二组三相全控整流桥(11)的正极分别与平衡电抗器(12)连接，第一组三相整流桥(10)和第二组三相整流桥(11)的负极与负载的负极性端连接，负载的另一端与平衡电抗器(12)的绕组中点连接。...
【技术特征摘要】
1.一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，其特征在于，电动汽车充电电源包括a相双向交-交变流器(1)、b相双向交-交变流器(2)、c相双向交-交变流器(3)、a相LC滤波器(4)、b相LC滤波器(5)、c相LC滤波器(6)、a相隔离型变压器(7)、b相隔离型变压器(8)、c相隔离型变压器(9)、第一组三相全控整流桥(10)、第二组三相全控整流桥(11)和平衡电抗器(12)，a相双向交-交变流器(1)、b相双向交-交变流器(2)和c相双向交-交变流器(3)的输入端分别与a、b、c三相电网相连，a相双向交-交变流器(1)、b相双向交-交变流器(2)和c相双向交-交变流器(3)的输出端分别连接a相LC滤波器(4)、b相LC滤波器(5)和c相LC滤波器(6)的输入端，a相LC滤波器(4)、b相LC滤波器(5)和c相LC滤波器(6)的输出端分别连接a相隔离型变压器(7)、b相隔离型变压器(8)和c相隔离型变压器(9)的原边绕组，a相隔离型变压器(7)、b相隔离型变压器(8)和c相隔离型变压器(9)的副边绕组输出两组存在30°相位差的高频三相交流电，两组高频交流电分别输入到第一组三相全控整流桥(10)和第二组三相全控整流桥(11)，第一组三相全控整流桥(10)和第二组三相全控整流桥(11)的正极分别与平衡电抗器(12)连接，第一组三相整流桥(10)和第二组三相整流桥(11)的负极与负载的负极性端连接，负载的另一端与平衡电抗器(12)的绕组中点连接。2.根据权利要求1所述的一种能量双向流动的超低纹波电动汽车充电电源，其特征在于，所述a相双向交-交变流器(1)、b相双向交-交变流器(2)、c相双向交-交变流器(3)都包含单相全控整流桥、双向DC/DC变换器和H桥逆变器三部分，a相双向交-交变流器(1)、b相双向交-交变流器(2)、c相双向交-交变流器(3)中的三组单相全控整流桥输入端与交流电网相连，三组单相全控整流桥的输出端分别与三组双向DC/DC变换器相连，三组双向DC/DC变换器的输出端连接三组H桥的直流侧，三组H桥输出的高频交流电分别与a相LC滤波器(4)、b相LC滤波器(5)和c相LC滤波器(6)相...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡刚，杜青筱，高蕾，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：山东,37
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