在电气系统中产生中性点的装置制造方法及图纸

一个供电系统具有两或多个相（Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２），用于每一相的一个整流器（１０１，１０３，１０５），还包括在供电系统内产生虚拟中性点（ＮＡ２）、和所述整流器并联连接的虚拟中性点（ＡＮＰ）产生装置（Ａ２）。所述ＡＮＰ装置（Ａ２）将系统的零序列电压分量短路但不影响正和负序列分量。ＡＮＰ装置（Ａ２）包括能够使磁通量的矢量和为零的磁性组件。根据第一实施例，ＡＮＰ装置（Ａ１）包括对应于每相的一个变压器（１１３，１１５，１１７），每个变压器的初级绕组和相应的相（Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２）按星形结构相连，次级绕组串联，而初级绕组的互连点构成一个虚拟中性点。（*该技术在2019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】
本专利技术涉及在具有两或多相的供电系统中使用的多相整流设备，所述设备包括用于每一相的具有第一和第二初级端的单相整流器，每个整流器由其第一初级端连接到相应的相，所述整流器的第二初级端互连。这样的网络和这样的整流器在供电系统领域是公知的。三相网络用的整流器可以利用星形连接的三个单相整流器设计而成。例如，对于3×400V网络，可以采用三个230V整流器。如果在三相网络中没有可以利用的中性点，那么由这样的星形结构的三个整流器产生的中性点可能是不可靠的。各相之间的不对称效应可能既出现在稳态，也会出现在瞬态。当从低阻抗的网络供电时，可能会在通常稳定的整流器中引起振荡。这是因为每个整流器通过另两个整流器来“看”干线，导致它成为一个高阻抗的网络。因此本专利技术的一个目的是在网络中提供一个稳定的虚拟中性点。本专利技术这一目的是由开篇定义的多相整流设备实现的，该设备的特征在于它包括可和所述单相整流器并联连接的用于在供电系统内产生中性点的装置。通过在该系统中产生一个中性点，可以实现相电压尽可能一致的三个单相负载呈星形结构的连接方式。另外，能够产生和供电系统的中性点独立无关的中性点，特别是在中性电势并不位于相矢量系统中间的情况下。产生中性点的装置不和供电系统的中性导体相连。产生中性点的装置优选包括这样的磁性组件，该磁性组件使得相电压的矢量和为零。所述产生中性点的装置优选作如此设置，使得相电压的零序分量短路，而不会影响正和负序分量。根据第一优选实施例，所述产生中性点的装置包括对应于每相的一个变压器，每个变压器的初级绕组和相应的相按星形结构相连，次级绕组串联，而初级绕组的互连点构成所述中性点。根据第二优选实施例，所述产生中性点的装置包括对应于每相的一个绕组，每个绕组缠绕在一个公共三柱铁芯的一个铁芯柱上，每个绕组的一端连接到相应的相，所述绕组互连，绕组的互连点构成所述的中性点。根据第三优选实施例，所述产生中性点的装置包括第一、第二和第三变压器，每个变压器包括第一和第二绕组，而每相经一个变压器的第一绕组和另一变压器的第二绕组压和来自所述第一绕组的相反方向按之字耦合方式连接到虚拟中性点。该第三优选实施例的优点是，由于没有采用次级绕组，组件的尺寸可以得到降低，或者绕组中所采用的导体的截面可以增加，由此降低变压器的阻抗而不必增加组件的尺寸。根据本专利技术，用于产生中性点的装置也可以使用于在其相位图的中心没有发现中性点的供电系统中，比如日本所采用的供电系统。该装置产生了这样的一个中性点，相电压的零序分量和其具有低阻抗连接，而正序和负序分量与其具有高阻抗连接。将所述产生中性点连接的装置连接的结果不会影响正和负序电压分量，也就是说，它不会影响供电系统，构成正序系统。本专利技术要求增加数量级为整流器功率的5％的磁性分量。本专利技术具有下列优点可以采用任意种类的单相整流器，这样可以用较低的成本即可实现稳定的三相整流器；根据本专利技术的整流器可以用于两相和三相。如此实现的虚拟中性点不会给供电系统带来任何额外的负载；相电压的零序分量被短路；第三谐波分量和其倍频被短路；其它优点包括从3×400V网络改变到3×230V网络的可能性以及在一相缺失的时候工作的可能性。附图说明图1是基于单相整流器的现有技术的三相整流器；图2是具有实现虚拟中性点的装置的三相整流器；图3是结合三相系统使用的本专利技术第一实施例；图4是结合三相系统使用的本专利技术第二实施例；图5是结合三相系统使用的本专利技术第三实施例；图6是结合三相系统使用的本专利技术第四实施例；图7和图8分别是根据本专利技术的第一和第二实施例的二相整流器；图9A-9G是示意本专利技术理念的相位图。图1是基于单相整流器的现有技术的三相整流器。三个单相整流器1、3、5的第一初级端和三相网络的三个相R、S、T相连。第二初级端是互连的，即整流器呈星形结构连接。中性导体N必须是连接的，如图所示。每个相的相电压分别由电压发生器7、9、11简要表示。图2是类似图1所示的三相整流器。三个单相整流器21、23、25的第一初级端和三相网络的三个相R1、S1、T1相连。第二端是互连的，从而构成虚拟中性点NL1。网络的中性导体N1未被连接。对于每相，相电压分别由电压发生器27、29和31表示。虚拟中性点产生(ANP)装置A1和整流器21、23、25并联连接。平衡装置A1包括三个阻抗33、35、37，所述阻抗33、35、37分别和每个整流器21、23和25并联连接。阻抗33、35、37的输出端互连，构成虚拟中性点NA1。根据上文，该方案仅在阻抗33、35、37非常小的情况下才是可行的，并且仅用于测试目的。图3是本专利技术第一实施例的三相整流器。同图1一样，三个单相整流器101、103、105和三相网络的三个相R2、S2、T2相连。三相网络的中性导体N2不可利用，即未连接。整流器101、103、105的次级端在点NL2互连。三个电压源107、109、111分别表示在相R2、S2、T2上的电压。由三个小变压器113、115、117构成的ANP单元A2提供了虚拟中性点NA2，该点连接至整流器101、103、105的互连的第二初级端。变压器113、115、117的初级绕组以星形结构互连。每个初级绕组的一端分别和每个相R2、S2、T2相连。次级绕组按开Δ连接法串联连接。由于ANP装置的缘故，零序分量被短路，而正和负序分量未受影响。中性电势将设置在由相电压矢量构成的三角形的重心处，即相电压矢量和将为零。这一点将在下文详细说明。图4是根据本专利技术第二实施例的三相整流器。同上文一样，一个三相系统具有三个整流器151、153、155，它们分别和三个相R3、S3、T3相连，整流器151、153、155的次级侧在点NL3互连。中性导体N3未被连接。对于每相，相电压分别由电压产生器157、159、161表示。如同图3所示，ANP装置A3被连接上，该装置在本实施例中包括第一、第二和第三单相变压器163、165、167，这三个变压器分别具有在分立铁芯上的第一和第二绕组。所有绕组具有相同的圈数。所述绕组作如下连接，每个相R3、S3、T3经一个变压器的一个绕组和另一变压器的一个绕组按所谓的之字形耦合方式连接到虚拟中性点NA3。绕组的结构例如图4所示，R相R3经第二变压器165的第一绕组和第一变压器163的第二绕组连接。S相S3经第三变压器167的第一绕组和第二变压器165的第二绕组连接。T相T3经第一变压器163的第一绕组和第三变压器167的第二绕组连接。对第一和第二绕组的选择是任意进行的，只要每相经两个不同的变压器而被连接即可。图5是根据本专利技术第三实施例的三相整流器。同上文一样，一个三相系统具有三个整流器201、203、205，它们分别和三个相R4、S4、T4相连，整流器201、203、205的次级侧在点NL4互连。中性导体N4未被连接。对于每相，相电压分别由电压产生器207、209、211表示。如同图3所示，ANP装置A4被连接上，该装置在本实施例中包括一个具有铁芯215的三相电感器213，该电感器有三个支路，每个支路上有一个绕组。每个绕组分别连接至相应的相R4、S4、T4，并且所述绕组互连以形成虚拟中性点NA4。电感器213在相电压之和为零的场合下的功能如同三个绕组。如果在电压中出现零序分量，那么本文档来自技高网...

【技术保护点】
在具有两或多个相（Ｒ１，Ｓ１，Ｔ１；Ｒ２，Ｓ２，Ｔ２；Ｒ３，Ｓ３，Ｔ３；Ｒ４，Ｓ４，Ｔ４；Ｒ５，Ｓ５，Ｔ５；Ｒ６，Ｓ６，Ｔ６）的供电系统中使用的多相整流设备，所述设备包括用于每一相的具有第一和第二初级端的单相整流器（２１，２３，２５；１０１，１０３；１５１，１５３，１５５；２０３，２０５；２３１，２３３，２３５），每个整流器由其第一初级端连接到相应的相，所述整流器（２１，２３，２５；１０１，１０３；１５１，１５３，１５５；２０３，２０５；２３１，２３３，２３５）的第二初级端互连；其特征在于它包括可和所述单相整流器并联连接的用于在供电系统内产生中性点（ＮＡ１；ＮＡ２；ＮＡ３；ＮＡ４；ＮＡ５；ＮＡ６）的装置（Ａ１；Ａ２；Ａ３；Ａ４；Ａ５；Ａ６）。

【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：M卡尔森，T沃尔佩特，
申请(专利权)人：埃默森能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]