專利名稱：U型變流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子學(xué)領(lǐng)域，涉及到一個具有電壓中間回路和一個繼此電壓中間回路之后的逆變器。該逆變器輸出端輸出一個3相交流電壓，并通過濾波裝置與U型變流器的輸出端子相連，其中該濾波裝置分別包括一個與輸出端子串聯(lián)的濾波扼流圈和一個從輸出端子通向一個公共的電容器星形匯接點的濾波電容器。
這樣一種U型變流器已有先例，如由文獻(xiàn)EP-A1-0 682 401(

圖1)已知。
為了實現(xiàn)具有電壓中間回路的變流器(U型變流器)輸出電壓的基本上無損耗濾波，當(dāng)前使用由濾波扼流圈和濾波電容器構(gòu)成的濾波器(電感電容濾波器)。一個可能的結(jié)構(gòu)形式是以星形電路連接的濾波電容器，如本文開始所提文獻(xiàn)描述的、并在圖1中示出的那樣。圖1中的U型變流器39包含具有兩個端子12和13的電壓中間回路11，兩個端子12和13之間設(shè)置了級間電容器14,16，這些級間電容14,16有一個中間抽頭15或者也可用作為一個電容器。繼電壓中間電路11之后是逆變器10(裝配了功率半導(dǎo)體)，該逆變器將產(chǎn)生的多相交流電壓通過一個由濾波扼流圈17,18和19及濾波電容器23,24和25構(gòu)成的濾波器輸出到相應(yīng)的輸出端子20,21和22。濾波扼流圈17-19分別與輸出端子20-22串聯(lián)。濾波電容器23-25實現(xiàn)從輸出端子20-22到一個公共的電容器星形匯接點26的傳輸。
圖2示出的另一個已知的濾波電路中，濾波電容器27,28,29呈三角形，也就是說，分別連接在輸出端子(20-22)的任意兩個之間。
在另一種示于圖3的濾波電路中，其在前面提到的文獻(xiàn)中也已談及，每3個濾波電容器30-32和33-35共同從輸出端子20-22反饋到電壓中間回路11的端子12和13。
圖1和圖2所示的電路僅濾波純3相交流電壓系統(tǒng)。相反不能濾波直流系統(tǒng)。在直流系統(tǒng)中的電壓跳變將無阻礙地進(jìn)一步加載到接線端子20-22，如果負(fù)載的星形匯接點或圖1中的電容器星形匯接點26沒有接地的話。然而兩種方法一般不可以使用。
圖3所示的電路無此缺點，其缺點在于系統(tǒng)技術(shù)特性。這出現(xiàn)在當(dāng)該濾波器的使用條件為沒有輔助措施時總是導(dǎo)致激發(fā)固有振蕩。這些固有振蕩只有通過插入逆變器10的開關(guān)序列中的一種調(diào)整才可以無損耗地予以抑制。逆變器10的開關(guān)序列目前通常是由一個調(diào)節(jié)計算器確定，該調(diào)節(jié)計算器依據(jù)負(fù)載狀態(tài)來確定用于逆變器中功率開關(guān)的開關(guān)指令。調(diào)節(jié)計算器通?；趯ΨQ輸出僅在2個座標(biāo)內(nèi)運行。由此，3相的開關(guān)工作狀態(tài)得以確定。在圖3所示的線路中，就過濾器來看3相是去耦的。也就是一個諧振調(diào)節(jié)必須與3個獨立作用的調(diào)諧回路一起運行。因而諧振調(diào)節(jié)在負(fù)載調(diào)節(jié)中的集成不再那么簡單。由于兩部分的調(diào)節(jié)是對同樣的調(diào)節(jié)參數(shù)進(jìn)行，因而無論如何也不允許其退耦工作。不管怎樣，解決這一矛盾需要相當(dāng)可觀的額外耗費。圖3所示電路還有一個缺點是中間電路電容器和逆變器的高附加電流負(fù)載，特別是當(dāng)由電壓整流系統(tǒng)對濾波電容器再充電而造成逆變器半導(dǎo)體開關(guān)頻率較低時，會出現(xiàn)這種高附加電流負(fù)載。當(dāng)人們在圖1所示的電路中將電容器星形匯接點26直接與端子12、13中的一個或中間抽頭15相連時，也會出現(xiàn)同樣的缺點。
因而本發(fā)明的任務(wù)在于，將本文開始所提到的那種U型變流器進(jìn)行改進(jìn)，以在無大的附加耗費下也能實現(xiàn)整流系統(tǒng)的有效濾波。
對本文開始提及的那種U型變流器的問題是這樣解決的，即電容器星形匯接點通過一個具有一個電容器和一個電阻的阻容節(jié)連入電壓中間回路。阻容節(jié)的電容器消除通過阻容節(jié)電阻的靜態(tài)電流。阻容節(jié)的電阻起著阻尼電阻的作用，并消除振蕩。
依據(jù)本發(fā)明電路的一個優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式，其特征在于，電容器的電容量與濾波電容器相比是非常小的。因而，對于具有濾波扼流圈和濾波電容器的主濾波器的諧振調(diào)節(jié)不受影響。在直流系統(tǒng)中電壓跳變的陡度卻被有效地控制。通過一個適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，同時也能有效地抑制高頻率諧振，而不致引起不可接受的高損耗。
另外的結(jié)構(gòu)形式在從屬權(quán)利要求中給出。
下面借助于實施例結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。
這些附圖是圖1-3按技術(shù)現(xiàn)狀示出的U型變流器的各種濾波電路；和圖3-6本發(fā)明濾波電路的幾種實施例，其中星形匯接點通過阻容節(jié)接入電壓中間回路的幾個不同位置。
從圖1所示的，屬于當(dāng)前技術(shù)水平的電路著手，按本發(fā)明，電容星形匯接點26通過由電容器和電阻組成的阻容節(jié)與電壓中間電路11相連(反饋)。用此方法，直流部分中的的電壓跳變雖不能完全被消除，但可控制在可允許的量值內(nèi)(如500/μs)。其連接可按圖4到圖6的實施例接到不同的位置。按圖4，電容器星形匯集點26通過由電容器36和電阻37組成的阻容節(jié)38反饋到電壓中間回路的端子12(正端)。按圖6，電容器星形匯接點26通過由電容器36和電阻37組成的阻容節(jié)38反饋到電流中間回路11的端子13(負(fù)端)。按圖5，如果有的話，級間電路電容器14、16的中間抽頭15作為阻容節(jié)38的連接點。
對于交變頻率為500Hz的三點電路中具有本發(fā)明濾波電路的1MVA/4kV變流器，進(jìn)行了不同的實例模擬。當(dāng)電容器36的電容量為82.9nF和電阻37的阻值為603歐姆時，該電路的損耗為341瓦，直流電路中的陡度du/dt為495V/μs。
符號表10 逆變器11 電壓中間回路12,13 端子(級間回路)14,16 級間電容器15 中間抽頭(級間電容)17,18,19濾波扼流圈20,21,22輸出端子23,24,25濾波電容26 電容器星形匯接點27,28,29濾波電容器30,..,35濾波電容器36 電容器(阻容節(jié))37 電阻(阻容節(jié))38 阻容節(jié)39 U型變流器
權(quán)利要求
1．U型變流器(39)具有一個電壓中間回路(11)和一個繼此電壓中間回路(11)之后的逆變器(10)，該逆變器(10)在其輸出端輸出一個3相交流電壓，并通過一個濾波裝置(17,..,19；23,..,25)與U型變流器(39)的輸出端子(20,..,22)相連，其中濾波器裝置各包括一個與輸出端子(20,..,22)串聯(lián)的濾波扼流圈(17,..19)和一個從輸出端子(20,..,22)通向公共的電容器星形匯接點(26)的濾波電容器(23,..,25)，其特征在于，電容器星形匯接點(26)通過一個具有一個電容器(36)和一個電阻(37)的阻容節(jié)(38)連入電壓中間回路(11)中。
2．按權(quán)利要求1的U型變流器，其特征在于，電容器(36)的電容量與濾波電容器(23,..,25)相比甚小。
3．按權(quán)利要求1和2之一的U型變流器，其特征在于，電容器星形匯接點(26)通過阻容節(jié)(38)連接到電壓中間回路(11)的正端(12)。
4．按權(quán)利要求1和2之一的U型變流器，其特征在于，電容器星形匯接點(26)通過阻容節(jié)(38)連接到電壓中間回路的負(fù)端(13)。
5．按權(quán)利要求1和2之一的U型變流器，其特征在于，電壓中間電路(11)具有中間抽頭(15)的級間電容器(14,16)，以及電容星器形匯接點(26)通過阻容節(jié)(36,37,38)與級間電容器(14,16)的中間抽頭(15)相連。
全文摘要
一種U型變流器,具有一個電壓中間回路和一個繼此電壓中間回路之后的逆變器,該逆變器在其輸出端輸出一個3相交流電壓,并通過濾波裝置與U型變流器的輸出端相連,其中濾波裝置各包括一個與輸出端子串聯(lián)的濾波扼流圈和一個從輸出端子通向公共的電容器星形匯接點的濾波電容器。這樣的U型變流器可以對直流系統(tǒng)進(jìn)行如此有效地阻尼,即電容器星形匯接點通過由電容器和電阻形成的阻容節(jié)連入電壓中間回路。
文檔編號H02M5/40GK1213887SQ9811866
公開日1999年4月14日 申請日期1998年8月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月23日
發(fā)明者J·斯泰恩克, C·斯圖爾茲 申請人:亞瑞亞·勃朗勃威力有限公司