电路配置制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电路配置(1)，用于减少连接在交流电网(N)上的整流器(10)的输入电流的谐波，所述整流器用于为具有储存电容器(C

Circuit configuration

【技术实现步骤摘要】
电路配置
本技术涉及一种用于减少二极管整流器的输入电流中的谐波的电路配置。
技术介绍
在用于例如为马达调理整流中间电路电压的开关电源或输入级中，一般采用脉宽调制转换法或整流法以作为用于将交变电流转换成直流电流的AC/DC整流方法。脉宽调制整流法是一种通过运用脉宽调制整流方法(pulsewidthmodulationmethod)在使用功率开关元件的情况下使输入电流尽可能接近正弦波形的方法。脉宽调制转换法则具有能够减少输入电流的谐波并且还能使输出直流电压可变的优点。另一方面，整流法是一种应用广泛并且通过使来自电流源的输入交变电流流过二极管所组成的桥式电路来实现整流的方法。然而不同于脉宽调制转换法的是，这种方法具有局限性，例如，如果输入端具有大量谐波，并且如果输出直流电压取决于输入交变电流的峰值，功率开关元件的温升就会小于脉宽调制转换法，这是因为整流法没有开关操作。整流法的一大缺点是以下问题：整流法会产生大量非期望的谐波，这部分谐波将被包含在输入电流中。DE102008055875A1研究的是伺服马达的谐波问题。该公开案涉及一种伺服马达，其中控制设备根据操作需要输出马达输入信号(S)，其中设有能防止马达运行引起马达作用发生变化的构件，其中在控制设备中设有至少根据伺服马达的参数来描述伺服马达的谐波的谐波模型，其中根据伺服马达的参数从谐波模型输出校正信号，该校正信号被接到马达输入信号上，其中校正信号能抵消伺服马达的谐波。DE102011016931A1提出一种用于操作马达的马达控制装置，该马达实施将交变电流转换成直流电流的操作并且实施在马达的正常驱动模式期间抑制输入电流中的谐波的操作。该公开案还描述了马达控制装置，该马达控制装置通过用交变电流源供电的方式操作马达，包括以转换器工作模式工作的AC/DC转换器以及转换器控制单元，该转换器工作模式在脉宽调制转换器工作模式与整流工作模式之间切换，在脉宽调制转换器工作模式下，借助于对大量以串联和并联方式连接在一起的功率开关元件产生作用的脉宽调制调节将输入交流电压转换成直流电压，而在整流工作模式下，在使用大量以反向并联方式与数个对应的功率开关元件连接的二极管的情况下将输入交流电压转换成直流电压，转换器控制单元根据马达的正常驱动模式期间的负载对AC/DC转换器的转换器工作模式进行切换。这样一种装置技术难度大，并且既需要用于PWM方法的开关元件，又需要用于整流工作模式的半桥。
技术实现思路
因此，希望有一种技术上简单而有效的解决方案以及一种相应的减少输入电流中所包含的谐波的方法。有鉴于此，本技术的目的是克服现有技术中的上述缺点并提出一种如何操作整流器(特别是三相整流器)的解决方案，这种解决方案易于实现且实现成本低，其中特别是要单个或累计地取得以下优点：-降低(占优势的谐波中的)谐波含量，-减小滤波量(Filtervolumen)，-EMC滤波器的组件选择上的成本优势，-符合标准(遵守谐波的最高振幅水平)，其中重要的是让谐波主要符合DINEN61000系列的相关标准，特别是根据适用范围符合关于16A以上电流的DINEN61000-3-12，这些标准规定了绝对电平，-改善功率因数，以便能减小必要的导体横截面，-获得比替代性经典PFC电路成本更低的解决方案，-特别是通过省去附加的滤波组件和电子部件来节省空间。这个目的通过根据下文所述的特征组合而达成。为此，本技术提出一种用于减少连接在交流电网上的整流器的输入电流的谐波的电路配置，所述整流器用于为具有储存电容器(优选为中间电路电容器)的直流电压用电设备提供直流电压，所述电路配置包括连接在所述整流器下游的直流电压调节器以及调节装置，所述调节装置被配置为用于为所述直流电压调节器外加特别的电流，特别是为所述DC电流外加一个或数个谐波电流信号，从而减少所述输入电流中的谐波分量。据此，本技术的基本理念是在DC相电流上加上(高次)振动，其实现方式是在直流电压调节器的直流电流上针对性地外加一个或数个与电网同步的谐波(＝正弦振动)。在有利的实施方案中，本技术可进一步具有以下选项中的一项或数项：-谐波的外加与所接收的波动电功率有关(在此情况下，谐波振幅是不恒定的)，因此，针对性地以与功率有关的方式来外加具有非恒定振幅的电流；-相对于预设额定值地进行谐波外加；-在减少其他谐波的同时使用5次、11次、17次等谐波来从电网接收能量，借此分别以输入信号中所包含的谐波的5次、11次、17次、…、5+n·6次谐波来外加电流；-从电网电压中产生外加信号，其中，在此情况下，直接从电网侧输入信号中产生用于将电流外加在直流电压调节器的电流上的电流信号；-从中间电路中产生外加信号，其中前述储存电容器是中间电路电容器，并且从(所连接的用电设备的)包含这个中间电路电容器的中间电路中产生用于将电流外加在直流电压调节器的DC电流上的电流信号。优选地，所述电路配置进一步采用以下设计：所述直流电压调节器是DC/DC转换器，优选是升压转换器、降压转换器、CuK转换器或其他合适的DC/DC转换器。在本技术的有利技术方案中，进一步如下设置：所述直流电压调节器由数个DC/DC调节器的并联线路和/或串联线路形成，这取决于想要以交错模式还是以串联线路条件下的多电平模式来操作所述电路配置。本技术的另一个方面也涉及一种借助上述电路配置来减少连接在交流电网上的直流电压用电设备的输入电流的谐波的方法，其中外加电流具有包含以下累计分量的电流波形(Stromform)：a)恒定分量I恒定和加在该恒定分量上的绝对值|sin|，该绝对值以6倍电网频率f＝ω/(2·π)为周期性的，特别是根据函数或b)加在偏移值(优选为)上的周期性分量其中α·是可缩放常数，·是输入电流的峰值。在这种方法的优选技术方案中，如下设置：从电网电压中或者从通过调节装置的微处理器(μC)中的PLL而同步化的正弦振动中或者从获得自中间电路电压的信号中或者从整流器后面的抽头处的电压中产生电流信号。在本技术的技术方案中，在调节器输出端上为或者可为所述DC/DC转换器接通先导控制器，以便基于包含时间t、中间电路电压U中间电路和输入电压U输入等变量的数学函数f(t、U中间电路、U输入)来对所述DC/DC转换器进行先导控制。关于本技术其他有利改进方案的特征请参阅上文，下面参照附图并结合本技术的优选实施方案予以详细说明。附图说明其中：图1为用于减少电网侧输入电流的谐波的电路拓扑结构的实施例视图，图2为在根据本技术第一实施方式进行电流外加时，一个相中的电网电流的分布，图3为在根据本技术第二实施方式进行电流外加时，一个相中的电网电流的分布，图4为调节器的调节段视图，以及图5为关于三个以不同方式外加的输入电流，电网输入电流上的谐波对比。...

【技术保护点】
1.一种电路配置，其特征在于，用于减少连接在交流电网(N)上的整流器(10)的输入电流的谐波，所述整流器用于为具有储存电容器(C

【技术特征摘要】
20190731 DE 102019120682.01.一种电路配置，其特征在于，用于减少连接在交流电网(N)上的整流器(10)的输入电流的谐波，所述整流器用于为具有储存电容器(C中间电路)的直流电压用电设备(40)提供直流电压，所述电路配置包括连接在所述整流器(10)下游的直流电压调节器(20)以及调节装置(30)，所述调节装置被配置为用于为所述直流电压调节器(20)外加特别的电流，从而减少所述输入电流中的谐波分量。


2.根据权利要求1所述的电路配置，其特征在于，所述调节装置被配置为用于为波形近似的DC电流外加谐波电流信号。


3.根据权利要求1所述的电路配置，其特征在于，所述直流电压调节器(20)是DC/DC转换器。


4.根据权利要求3所述的电路配置，其特征在于，所述DC/DC转换器是升压转换器、降压转换器或CuK转换器。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的电路配置，其特征在于，所述直流电压调节器(20)由数个DC/DC调节器的并联线路和/或串联线路形成。


6.根据权利要求1至4中任一项所述的电路配置，其特征在于，所述调节装置被配置为用于以与功率有关的方式来为所述直流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·施罗特，A·施耐德，
申请(专利权)人：依必安派特穆尔芬根有限两合公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE