专利名称：一种变流器的并联结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电力电子领域的变流器的并联结构。
背景技术：
如图1所示的是一种目前所惯用的变流器并联结构，图1中目所用的变流器为背靠背变流器，包括在电网和负载之间级并联的第一子背靠背变流器10和第二子背靠背变流器20，其中所述第一子背靠背变流器10包括第一网侧变流器11和第一负载侧变流器 12，第二子背靠背变流器20包括第二网侧变流器21和第二负载侧变流器22 ；第一网侧变流器11和第二网侧变流器21分别通过第一输入端三相电抗器Lgl和第二输入端三相电抗器Lg2与电网连接；第一网侧变流器11的直流输出端接第一电容Cl，所述第一电容Cl的正负端子侧接有第一负载侧变流器12;第二网侧变流器21的直流输出端接第二电容C2，所述第二电容C2的正负端子侧接有第二负载侧变流器22 ；第一负载侧变流器12和第二负载侧变流器22分别通过第一输出端三相电抗器Ltl和第二输出端三相电抗器Lt2与负载连接。其中，第一输出端三相电抗器Ltl包括绕组L1，绕组L3和绕组L5 ；所述绕组L1、绕组L3和绕组L5的第一端连接第一负载侧变流器12的输出端，所述绕组L1、绕组L3和绕组 L5的第二端连接负载；第二输出端三相电抗器Lt2包括绕组L2，绕组L4和绕组L6 ；所述绕组 L2、绕组L4和绕组L6的第一端连接第二负载侧变流器22的输出端，所述绕组L2、绕组L4和绕组L6的第二端连接负载。当两个背靠背变流器并联时，由于两个背靠背变流器完全独立，发出的高频脉冲不同，所以存在零序环流，如果不对零序环流进行抑制的话，会影响系统的稳定性。传统的方法采用电抗值较大电抗器对零序环流进行抑制，但是电抗值较大的电抗器会影响变流器基波输出能力，降低直流电压的利用率。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种变流器的并联结构。其抑制了变流器并联结构中的零序环流，又不会对变流器并联结构中直流低压的利用率产生影响。实现上述目的的一种技术方案是一种变流器的并联结构，包括在电网和负载之间系统级并联的第一子变流器和第二子变流器，所述第一子变流器的输入端和所述第二子变流器的输入端分别通过第一输入端三相电抗器和第二输入端三相电抗器与电网连接；所述第一子变流器的输出端和所述第二子变流器的输出端和负载之间的连接是通过三对共模电抗器完成的；每对共模电抗器均包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端分别与所述第一子变流器和所述第二子变流器的同相输出端连接，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组和第二绕组的第二端分别与负载连接，其中所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第二端互为同名端。
进一步的，所述第一子变流器和所述第二子变流器分别为第一子背靠背变流器和第二子背靠背变流器；所述第一子背靠背变流器包括第一网侧变流器、第一负载侧变流器和第一直流电容，所述第一网侧变流器的输入端为所述第一子背靠背变流器的输入端，所述第一负载侧变流器的输出端为所述第一子背靠背变流器的输出端；所述第二子背靠背变流器包括第二网侧变流器、第二负载侧变流器和第二直流电容，所述第二网侧变流器的输入端为所述第二子背靠背变流器的输入端，所述第二负载侧变流器的输出端为所述第二子背靠背变流器的输出端。采用了本发明的背靠背变流器的并联结构的技术方案，即在两个子变流器的输出端与负载之间，用三组共模电抗器连接。其取得的技术效果是变流器的输出端只需使用电抗值为原来0. 5倍的电抗器，即可达到相同的零序环流抑制效果。并且对基波的输出基本没有任何影响。
图1为现有技术背靠背变流器的并联结构的示意图；图2为本发明的一种变流器的并联结构的示意图；图3a为本发明的一种变流器的并联结构的单相等效电路图；图北现有技术变流器的并联结构的单相等效电路图；图4本发明的一种变流器的并联结构的单相等效电路基波电流输出图。
具体实施例方式请参阅图1和图2，本发明为了能更好地对技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明请参阅图2，本发明的一种变流器的并联结构，包括在电网和负载之间系统级并联的第一子变流器1和第二子变流器2，第一子变流器1的输入端和第二子变流器2的输入端分别通过第一输入端三相电抗器Lgl和第二输入端三相电抗器Lg2与电网连接；所述第一子变流器1的输出端和所述第二子变流器2的输出端与负载之间的连接由三对共模电抗器完成的；每对共模电抗器均包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端分别与所述第一子变流器1和所述第二子变流器2的同相输出端连接，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端分别与负载连接，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第二端互为同名端，同理，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第一端也互为同名端。实施例中，第一对共模电抗器的第一绕组为绕组L1，第二绕组为绕组L2,第一对共模电抗器的同名端用符号“*”表示；第二对共模电抗器的第一绕组为绕组L3,第二绕组为绕组L4,第二对共模电抗器的同名端用符号“Δ”表示；第三对共模电抗器的第一绕组为绕组 L5，第二绕组分别为绕组L6，第三对共模电抗器的同名端用符号“ ”表示。这样设计的目的在于所述第一子变流器1和所述第二子变流器2的输出端与负载之间只需使用电抗值为原来0. 5倍的电抗器，即可达到相同的零序环流抑制效果。并且
4对基波的输出基本没有任何影响。请参阅图1和图2，本发明中优选的技术方案中，第一子变流器1和第二子变流器 2可以分别为第一子背靠背变流器10和第二子背靠背变流器20。所述所述第一子背靠背变流器10包括第一网侧变流器11和第一负载侧变流器 12，所述第二子背靠背变流器20包括第二网侧变流器21和第二负载侧变流器22 ；所述第一网侧变流器11和所述第二网侧变流器21的输入端分别为所述第一子背靠背变流器10和所述第二子背靠背变流器20的输入端，所述第一网侧变流器11和所述第二网侧变流器21分别通过第一输入端三相电抗器Lgl和第二输入端三相电抗器Lg2与电网连接；所述第一网侧变流器11的直流输出端接第一电容Cl，所述所述第一电容Cl的正负端子侧连接所述第一负载侧变流器12 ；所述第二网侧变流器21的直流输出端接第二电容C2，所述所述第二电容C2的正负端子侧连接所述第二负载侧变流器22。所述第一子背靠背变流器10和所述第二子背靠背变流器20的输出端分别为所述第一负载侧变流器12和所述第二负载侧变流器22的输出端。所述第一负载侧变流器12 和所述第二负载侧变流器22的输出端与电网之间由三对共模电抗器完成的；每对共模电抗器均包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端分别与所述第一负载侧变流器12和所述第二负载侧变流器22的同相输出端连接，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端分别与负载连接，所述第一绕组的第一端和所述所述第二绕组的第二端互为同名端。这样设计的目的在于变流器并联系统可以向负载输出三相交流电流。实施例中，所述第一网侧变流器11、所述第一负载侧变流器12、所述第二网侧变流器21和第二负载侧变流器22均是由绝缘栅双极型功率管组成的。下面结合图3a、图北和图4、以本发明一种变流器的并联结构的单相等效电路为例，具体说明本发明抑制零序环流的原理。请参阅图3a，图3a为本发明变流器的并联结构中的单相等效电路图，图中箭头所指的是零序环流流动的方向，对于零序环流来讲，其等效阻抗L为L =其中L1为该共模电抗器第一绕组的自感阻抗，L2为该共模电抗器第二绕组的自感阻抗，M为共模电抗器第一绕组和第二绕组的互感阻抗。其中L1 = L2 Μ，所以 L = 4Q ；请参阅图3b，图北为现有技术变流器并联结构中的单相等效电路图，图中箭头所指的是零序环流流动的方向，对于零序环流来讲，其等效阻抗L为L = L^L2 ；式中L1属于第一输出端三相电抗器上的第一绕组的自感，L2属于第二输出端三相电抗器的第二绕组的自感，其中L1 = L2 M，所以 L = 2Q ；对比两者的环流阻抗，可以看出，当环流阻抗相同时，本发明变流器的并联结构的输出端电抗器的电感值只有现有技术变流器的并联结构的输出端电抗器电感值的0. 5倍。请参阅图4，图4是本发明变流器的并联结构中的单相等效电路基波电流输出图，针对基波电流输出，假设两个电源输出的电流相同。对于图4而言，由于本发明的一种变流器的并联结构上共模电抗器第一绕组所在线路上的电流I1和第二绕组所在线路上的电流i2是相等的，即I1 = i2，且第一绕的电感值！^和第二绕组的电感值L2均等于第一绕组和第二绕组之间的互感M，即L1 = L2 M，则在对于所述第一绕组所在的支路上，其电源输出的电流的等效阻抗Lil为Lil = L1-M ；而所述第二绕组所在的支路上，电源输出的电流的等效阻抗Li2为Li2 = L2-M,由于 L1 = L2 M，所以 Lil = Li2 ^ 0，即 Lil << L1, Li2 << L2。由此可以看出采用共模电抗器后，只需0.5倍的电抗值即可达到相同的零序环流抑制效果。同时，由于Lil = Li2 ^ 0，其对基波的输出基本没有任何影响。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明， 而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种变流器的并联结构，包括在电网和负载之间系统级并联的第一子变流器(1)和第二子变流器O)，所述第一子变流器(1)的输入端和所述第二子变流器( 的输入端分别通过第一输入端三相电抗器Lgl和第二输入端三相电抗器Lg2与电网连接；其特征在于所述第一子变流器(1)的输出端和所述第二子变流器( 的输出端和负载之间的连接是通过三对共模电抗器完成的；每对共模电抗器均包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端分别与所述第一子变流器(1)和所述第二子变流器 (2)的同相输出端连接，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端分别与负载连接， 其中所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第二端互为同名端。
2.根据权利要求1所述的变流器的并联结构，其特征在于所述第一子变流器(1)和所述第二子变流器( 分别为第一子背靠背变流器(10)和第二子背靠背变流器00)；所述第一子背靠背变流器(10)包括第一网侧变流器(11)、第一负载侧变流器(12)和第一直流电容(Cl)，所述第一网侧变流器(11)的输入端为所述第一子背靠背变流器(10) 的输入端，所述第一负载侧变流器(1 的输出端为所述第一子背靠背变流器(10)的输出端；所述第二子背靠背变流器00)包括第二网侧变流器(21)、第二负载侧变流器02)和第二直流电容(C2)，所述第二网侧变流器的输入端为所述第二子背靠背变流器OO) 的输入端，所述第二负载侧变流器0 的输出端为所述第二子背靠背变流器OO)的输出端。
全文摘要
本发明公开了一种变流器的并联结构，包括在电网和负载之间系统级并联的第一子变流器和第二子变流器，所述第一子变流器的输出端和所述第二子变流器的输出端和负载之间的连接是由三对共模电抗器完成的；每对共模电抗器均包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第一端分别与所述第一子变流器的输出端和所述第二子变流器的同相输出端连接，所述第一绕组的第二端和所述第二绕组的第二端分别与负载连接，所述第一绕组的第一端和所述第二绕组的第二端互为同名端。本发明的技术效果是变流器的输出端只需使用电抗值为原来0.5倍的电抗器，即可达到相同的零序环流的抑制效果。并且对基波的输出基本没有任何影响。
文档编号H02M5/42GK102355139SQ20111029862
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者孔洁, 杨恩星, 缪勇 申请人:上海电气集团股份有限公司