传输有功功率的功率电子电路装置和方法制造方法及图纸

技术编号:3381241 阅读:187 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
把有功功率从直流电压侧传输到交流电压侧终端的电路装置具有一个带有负载终端的第一变流器,在该负载终端上分别串联具有较小耦合回路电容电压的第二变流器。由此在交流电压侧终端上能够达到总和电压的较细电压分级。根据本发明专利技术第二变流器没有用于馈给有效能量的单元。由此取消了目前应用的、用于第二变流器馈电的整流器。在根据本发明专利技术的方法中借助于公共的调整装置调整变流器的耦合回路电容的电压和该电路装置的交流电压侧终端的共态电压。虽然第二变流器与负载和与第一变流器交换有效能量,可是耦合回路电容电压特别基本上保持恒定。为此根据换流器模型预先计算耦合回路电容电压的变化并且如此选择共态电压,使耦合回路电容电压与各自理论值的偏差的平方的加权和最小。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【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领域。本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分地传输有功功率的功率电子电路装置并涉及根据权利要求7的前序部分的运行该功率电子电路装置的方法。 现有技术如此的电路装置例如公开于DE-A-196 15 855。该电路装置具有一个第一变流器,其连接在具有第一耦合回路电容直流电压源上并具有三个负载终端,以及具有第二变流器,其布置在负载终端和负载的交流电压侧的终端之间。以第二变流器中的一个至少一个第二耦合回路电容电压或可能零伏可以同各自负载终端的电压相加或相减。对此第二耦合回路电容电压小于第一耦合回路电容电压。由此在交流电压侧的终端上或者在负载上达到电压的与第一耦合回路电压相比较细的电压级。通过第一变流器在预定电压附近粗调整到一个电压值,并且第二变流器通过脉宽调制调整到同预定电压的剩余差值,在交流电压侧终端上调整预定的平均电压。对此第二变流器比第一变流器快计时。分别借助于特有的换流器和公共的馈电变压器对第二变流器馈电。在DE-A 197 20 787中指出一个方法,该方法避免能量从第二变流器的反馈,如此用于第二变流器馈电的相应换流器可以是纯整流器,也就是不需要反馈并因此是成本低的。可是在二个引用的情况下第二变流器的馈电费用是必不可少的。本专利技术的描述本专利技术的任务是,建立开始所述形式的传输有功功率的功率电子电路装置,其具有简化的结构,以及建立运行该电路装置的方法。具有权利要求1的特征的传输有功功率的功率电子电路装置和具有权利要求7的特征的运行该功率电子电路装置的方法解决该任务。传输有功功率的根据本专利技术的电路装置具有第一变流器和至少一个第二变流器,其中这个至少一个第二变流器不具有特有的供给能量的单元。因此这个至少一个第二变流器除了到第一变流器的各自负载终端和到各自交流电压侧的终端的连接外不具有另外的终端或把有功功率或者有效能量传输到第二直流电压级间耦合电路或从第二直流电压级间耦合电路传输的单元。由此取消了第二变流器馈电的开始提到的整流器,因此该电路装置显著简化,变得成本更低并且更可靠。在一个优选实施形式中根据本专利技术的电路装置具有调整装置用于公共调整至少一个第二变流器的至少一个耦合回路电容电压和该电路装置的交流电压侧终端的共态电压以及按照这个调整装置的输出量控制第一变器和这个至少一个第二变流器的半导体开关的单元。由此,虽然第二变流器与负载和与第一变流器交换有功功率,可是这个至少一个第二变流器和也许第一变流器的耦合回路电容的电压的时间平均值能够基本上保持恒定。在本专利技术的一个另外的实施形式中在第一变流器的负载终端和分配的交流电压侧终端之间分别串联一个第二变流器,其中该第二变流器分别二个二点逆整流器桥。第一变流器和第二变流器的耦合回路电容的额定电压比例主要为2∶1或3∶1。因此可以以5至9级的分级调整在交流电压侧终端上的电压,正如下面的表指出的在本专利技术的一个另外优选的实施形式中在第一变流器的负载终端和分配的交流电压侧终端之间分别串联一个第二变流器,其中这个第二变流器分别具有一个二点逆整流器桥和一个三点逆整流器桥。第一变流器和第二第二变流器的耦合回路电容的额定电压比例主要为2∶1、3∶1、4∶1、5∶1。因此可以以7至15级的分级调整在交流电压侧终端上的电压,正如下面的表指出的在本专利技术的一个另外优选的实施形式中在第一变流器的负载终端和分配的交流电压侧终端之间分别串联二个第二变流器,其中这些第二变流器分别具有二个二点逆整流器桥。因此能够以7至最大27级的分级调整在交流电压侧终端上的电压。第一变流器和第二变流器的耦合回路电容的额定电压比例主要为4∶1∶1、5∶1∶1、6∶2∶1、7∶2∶1、8∶3∶1或9∶3∶1。在根据本专利技术的方法中借助于一个公共调整装置调整至少一个第二变流器的至少一个耦合回路电容的电压和该电路装置的交流电压侧终端的共态或共模电压。在本专利技术的优选变体中公共调整也考虑第一变流器的耦合回路的电压,特别是耦合回路的中性点电压。公共调整在考虑到公共最优化判据的情况下影响已调整的电压。在本专利技术的一个优选变体中使已调整电压与各自理论值的偏差的平方的加权和最小。从属权利要求中得出本专利技术的有益实施形式。 图的简短说明下面根据优选的、在附图中描述的实施例阐述本专利技术目标。附图说明图1与负载和馈电连接的根据本专利技术的电路装置的电路图2在第二实施形式中的第一变流器;图3在第二实施形式中的第二变流器;图4根据本专利技术的另外实施形式的每负载终端的二个第二变流器的串联电路;图5与根据本专利技术电路装置连接的根据本专利技术的调整装置的调整示意图6与根据本专利技术电路装置的另外实施形式连接的根据本专利技术调整装置的调整示意图7按照根据本专利技术的电路装置的相位的等效电路图8换流器电压的曲线;图9换流器桥的调制度的曲线。在图中应用的参考符号及其含义在参考符号表中概括列表。原则上在图中相同部分具备相同的参考符号。 实施本专利技术的途径图1指出了与负载和馈电连接的根据本专利技术的电路装置。该电路装置用于把有功功率从直流电压侧传输到至少二个交流电压侧终端10或反向传输。直流电压侧例如是第一直流电压耦合回路3。其具有第一耦合回路电容电压,第一正极32和第一负极33,并且通过整流器2、通常经过电源变压器12、从电供网对这个直流电压耦合回路馈电。整流器2主要是一个能够反馈的换流器,也就是说其能够把能量从第一整流电压耦合回路3传输到供电网1中。在本专利技术的另外实施形式中整流器2是二极管整流器,也就是没有反馈能力。根据本专利技术的电路装置包含一个第一变流器4,其连接在直流电压源或者第一直流电压耦合回路3上。第一变流器4是一个三点逆整流器、正如在图1中指出的,或是一个二点逆整流器,比如在图2中指出的。第一变流器4至少具有二个负载终端5。每负载终端第一变流器4主要具有一个总电流整流器桥41。如果第一变流器4是三点逆整流器,则第一直流电压耦合回路3具有一个第一中性点31。借助于总电流整流器桥41有选择地至少正的第一耦合回路电容电压、负的第一耦合回路电容电压与第一变流器4连接,或在三点逆整流器的情况下零伏置于每一个负载终端5上。根据本专利技术的电路装置包含至少一个第二变流器7,其具有一个带有第二耦合回路电容电压的第二直流电压耦合回路71,其并联于第一和第二换流器桥72、73。至少一个第二变流器7经过第一换流器桥72的第一桥终端6连接负载终端5中的一个上并且经过第二换流器桥73的第二桥终端8与交流电压侧终端10连接。在本专利技术的有选实施形式中在第二桥终端8和分配的交流电压侧终端10之间分别连接一个正弦滤波器或滤波器9用于负载电流或者负载电压的滤波。在交流电压侧终端10上连接一个负载11、例如一个电机。变流器或者其总电流整流器桥41、第一换流器桥72和第二换流器桥73具有半导体开关,例如IGCTs(集成栅极整流晶闸管)或IGBTs(绝缘栅极双极晶体管)。图2指出在第二实施形式中的第一变流器4和第一直流电压耦合回路3。对此第一变流器4是二点变流器并且耦合回路3是由一部分组成的。图3指出了在第二实施形式中的第二变流器7。在该实施形式中第二直流电压耦合回路71是由二部分组成的,具有一个第二中性点74,第二换流器73作为三点逆整流器形成。第二变流器7的这个实施形式称作2/3点变流器。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
把有功功率从直流电压侧传输到至少二个交流电压侧终端(10)或反向传输的功率电子电路装置,包含一个第一变流器(4),其连接在具有第一耦合回路电容电压的直流电压源上,并且具有至少二个负载终端(5),并且至少包含一个第二变流器(7),其连接在负载终端(5)的一个上并且与交流电压侧终端(10)连接,其具有一个第二耦合回路电容电压,其中借助于第二变流器(7)一个或多个:正的第二耦合回路电容电压、负的第二耦合回路电容电压或零伏可以同第一变流器(4)在其负载终端(5)上连接的电压值相加,其特征在于,至少一个第二变流器(7)不具有特有的单元用于馈给能量。

【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:P施泰默M温斯特拉
申请(专利权)人:ABB瑞士有限公司
类型:发明
国别省市:CH[瑞士]

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