用于操作具有LCL滤波器的变换器电路的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:3378151 阅读:174 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
说明了一种用于操作变换器电路的方法,其中所述变换器电路具有带有多个可驱动的功率半导体开关的变换器单元(1)和连接在所述变换器单元(1)的各个相端子(2)上的LCL滤波器(3),其中所述可驱动的功率半导体开关借助由参考电压(u↓[1]↑[*]、u↓[2]↑[*]、u↓[3]↑[*])形成的驱动信号(S)来驱动。所述参考电压(u↓[1]↑[*]、u↓[2]↑[*]、u↓[3]↑[*])由参考相端子电压(u↓[i1]↑[*]、u↓[i2]↑[*]、u↓[i3]↑[*])减去衰减电压(u↓[d1]、u↓[d2]、u↓[d3])而形成,其中所述衰减电压(u↓[d1]、u↓[d2]、u↓[d3])由以可调整的衰减因子(K↓[f])加权的LCL滤波器(3)的滤波电容电流(i↓[Cf1]、i↓[Cf2]、i↓[Cf3])形成。此外,还说明了一种用于实施该方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及功率电子学领域。本专利技术基于根据独立权利要求的前序部 分所述的用于操作变换器电路的方法以及用于实施该方法的装置。
技术介绍
传统的变换器电路包括具有多个可驱动的功率半导体开关的变换器 单元,这些功率半导体开关以已知的方式连接,用以切换至少两个开关电 压电平。在变换器单元的各个相端子上连接有LCL滤波器。此外,电容性 储能器与变换器单元相连,该储能器通常由一个或者多个电容器构成。为 操作变换器电路设置有一装置,该装置具有调节i殳备用于产生参考电压, 该调节设备通过用于根据参考电压形成驱动信号的驱动电路与可驱动的 功率半导体开关相连。由此,借助驱动信号来驱动功率半导体开关。上面提到的变换器电路的问题在于,由于LCL滤波器的谐振,LCL滤 波器^it成滤波器输出电流和滤波器输出电压中的持久的失真,即不希望 的波动。在典型的连接到滤波器输出端上的交流电压电网中,或者在连接 到滤波器输出端上的电负载中,这种失真会导致损坏或者损毁并且由此是 非常不希望的。
技术实现思路
因此,本专利技术的任务是说明一种操作变换器电路的方法,借助该方法 可以有效地衰减由连接到变换器电路上的LCL滤波器引起的滤波器输出 电流和滤波器输出电压中的失真。此外,本专利技术的任务是说明一种装置, 利用该装置可以以特别简单的方式实施本方法。这些任务通过权利要求1 或权利要求7所述的特征来解决。在从属权利要求中说明了本专利技术的一些 有利的改进方案。变换器电路具有带有多个可驱动的功率半导体开关的变换器单元和 连接在变换器单元的各个相端子上的LCL滤波器。在根据本专利技术的用于操作变换器电路的方法中,现在借助由参考电压形成的驱动信号来驱动可驱 动的功率半导体开关。根据本专利技术,由参考相端子电压减去衰减电压形成参考电压,其中衰减电压由以可调整的衰减因子加权的LCL滤波器的滤波 电容电流形成。由此,衰减电压正比于滤波电容电流,接着参考相端子电 压与该衰减电压相减,这等同于衰减电阻连接到变换器单元的各个相端子 上。有利的是,由此可以有效地衰减滤波器输出电流和滤波器输出电压中 的失真,即不希望的波动,使得强烈地减小失真并且理想情况下尽最大可 能地予以抑制。根据本专利技术的方法的另一优点在于,不必将离散、非常占 地、费事地实现的并且由此昂贵的衰减电阻连接到相应的相端子上,以便 能够有效的衰减不希望的失真。根据本专利技术的用于实施操作变换器的方法的装置具有用于产生参考 电压的调节设备,该调节设备通过用于形成驱动信号的驱动电路与可驱动 的功率半导体开关相连。根据本专利技术,调节设备包括用于由参考相端子电 压与衰减电压相减形成参考电压的第一计算单元,其中参考相端子电压被 提供给计算单元,并且为了形成衰减电压,将LCL滤波器的滤波电容电流 提供给计算单元。此外,调节设备具有用于产生参考相端子电压的调节器 单元。因此,根据本专利技术的用于实施用于操作变换器的方法的装置可很简 单且低成本地实现,因为能够保持电路成^fel低并且此外只需要很小数量 的部件用以构建。因此借助该装置可特别简单地实施根据本专利技术的方法。从以下结合附图对本专利技术的优选的实施形式的详细说明中公开了本 专利技术的所述或者其它任务、优点和特征。附图说明 其中图l示出了用于实施根据本专利技术的、用于操作变换器的方法的装置的 一种实施形式,图2示出了第二计算单元的一种实施形式,图3示出了按照根据本专利技术的方法进行有效衰减时的滤波器输出电 流的时间曲线,以及图4示出了按照根据本专利技术的方法进行有效衰减和附加的有效减小 谐波时的滤波器输出电流的时间曲线。附图中所使用的参考标记及其意义总结性地列举在参考标记表中。基 本上,在附图中相同的部分标有相同的参考标记。所描述的实施形式对本专利技术的主J^A示例性的而不具有限制作用。具体实施例方式在图l中示出了根据本专利技术的、用于实施根据本专利技术的用于操作变换 器电路的方法的装置的一种实施形式。根据图l,变换器电路具有带有多 个可驱动的功率半导体开关的变换器单元l和连接在变换器单元l的各个相端子2上的LCL滤波器3。因此,每个LCL滤波器3都具有第一滤波电 感Ln、第二滤波电感Lfg以及滤波电容Cf,其中第一滤波电感Lfi与变换器 单元1的所属相端子2、第二滤波电感Lfg以及滤波电容Cf相连。此外, 单个LCL滤波器3的滤波电容Cf彼此相连。典型地,每个LCL滤波器3 都具有可近似忽略的滤波电阻Rf,该滤波电阻与所属LCL滤波器3的滤波 电容Cf串联并M示LCL滤波器3的欧姆损耗。在图1中示例性地以三 相方式地实施变换器单元l。应提及的是,变换器单元1通常可以构造为 与同变换器单元1相连的电容性储能器9的电压相关的、用于切换3个 开关电压水平的任何变换器单元1 (多级变换器电路),其中电容性储能 器9由任意数量的电容构成,这些电^L连接,使其与相应实施的部分变 换器电路匹配。在根据本专利技术的、用于操作变换器电路的方法中,现在借助由参考电 压u'2、 u、形成的驱动信号S来驱动变换器单元1的可驱动的功率半 导体开关。通常,分配表(look-up table)或者基于脉冲宽度调制的调 制器用于形成驱动信号,其中在分配表中,相应的驱动信号被固定分配给 参考电压值。根据本专利技术,参考电压uV u'2、 U'3由参考相端子电压UV、 U i2、 U i3 减去衰减电压udl、 ud2、 u"形成,其中衰减电压 Udl 、 Ud2 、 Ud3 由以可调整的衰减因子L加权的LCL滤波器3的滤波电容电流iefl、 ief2、 ic 形成,这尤其用以下>^式加以^*明。ud = KfiCf由此,衰减电压 Udl、 Ud2、 Ud3 正比于滤波电容电流 icn、 icf2、 icn, 接着参考相端子电压U.u、 U'i2、 U i3与这些衰减电压Udl、 Ud2、 Ud3 相减,il^J"应于衰减电阻连接到变换器单元1的各个相端子2上。由此有利的是,可 以有效地衰减在滤波器输出电流 ifgl、 ifg2、 ifg3 和滤J皮器输出电压ugl、 ug2、Ug3中的失真,即不希望的波动,使得强烈地减小这些失真并且在最好的 情况下最大可能地得到抑制。此外,不必将离散、非常占地、费事地实现 的且由此昂贵的衰减电阻连接到相应的相端子上,以便能够有效地衰减不 希望的失真。优选地,衰减因子Kf这样地被调整,使得滤波器输出电压ugl、 ug2、 1183或相端子电压的不希望的波动、尤其是谐波正好不枕故大。根据图1,根据本专利技术的、用于实施根据本专利技术的用于操作变换器电 路的方法的装置为此具有用于产生参考电压u、 u'2、 u、的调节设备4, 该调节i殳备通过用于形成驱动信号S的驱动电路5与可驱动的功率半导体 开关相连。驱动电路5包括分配表(look-up table)或基于脉冲宽度调 制的调制器,其中在分配表中相应的驱动信号被固定分配给参考电压值。根据本专利技术,调节设备4包括用于由参考相端子电压U'n、 U'i2、 U'i3减去衰减电压udl、 ud2、 Ud3而形成的参考电压u; u'2、 u'3的第一计算单元6, 其中参考相端子电压u;、 u'i2、 u;被提供给第一计算单元6,并且为了形 成衰减电压 Udl、 Ud2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作变换器电路的方法,其中所述变换器电路具有带有多个可驱动的功率半导体开关的变换器单元(1)和连接在所述变换器单元(1)的各个相端子(2)上的LCL滤波器(3),其中所述可驱动的功率半导体开关借助由参考电压(u↑[*]↓[1]、u↑[*]↓[2]、u↑[*]↓[3])形成的驱动信号(S)来驱动,其特征在于,由参考相端子电压(u↑[*]↓[i1]、u↑[*]↓[i2]、u↑[*]↓[i3])减去衰减电压(u↓[d1]、u↓[d2]、u↓[d3])来形成所述参考电压(u↑[*]↓[1]、u↑[*]↓[2]、u↑[*]↓[3]),其中所述衰减电压(u↓[d1]、u↓[d2]、u↓[d3])由以可调整的衰减因子(K↓[f])加权的所述LCL滤波器(3)的滤波电容电流(i↓[cf1]、i↓[cf2]、i↓[cf3])来形成。

【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:斯里尼瓦斯波纳卢里于尔根施泰因克
申请(专利权)人:ABB瑞士有限公司
类型:发明
国别省市:CH[]

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