逆变器并联系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种逆变器并联系统。该逆变器并联系统包括：至少两个并联的逆变器，每个逆变器的输出端串联有具有阻抗特性的元件。所述具有阻抗特性的元件为电阻或电容或者电感。本发明提供的逆变器并联系统可以更有效的抑制逆变器并联模块之间的环流，提高了电源系统的容量和可靠性。
【专利说明】逆变器并联系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及供电技术，尤其涉及一种逆变器并联系统。
【背景技术】
[0002]随着工业技术的发展，设备供电的可靠性越来越受到人们的重视，如何能给电子仪器设备提供高质量、高可靠性的电源已成为现今电力电子相关学科研究的一个重要方向。供电系统中的逆变器成为电源不可缺少的一部分，逆变器的并联运行可以实现供电电源的冗余，即在供电电源的容量大于负载要求的一定值，而且当电源的某一部分故障时供电仍不间断，很好的提高了电源系统的容量和可靠性。
[0003]但是逆变器的并联技术不可回避的就是逆变器并联所导致的环流问题。环流的产生主要是由于并联逆变器的输出电压之间存在电势差。环流会使并联系统的输出电流畸变，使得负载不平衡，进而破坏整个并联系统的性能，环流严重的话甚至引起线路发热燃烧造成火灾、损坏控制系统、配电柜跳闸、造成停电等事故。因此，现有技术例如采用锁相环技术使并联系统的输出电压相同，采用电流反馈闭环控制保证并联系统输出均流等技术，或者采用软件控制逆变器的参数来调整逆变器的电能输出，使并联的逆变器输出尽可能相同。
[0004]但是，现有技术抑制环流的方式较为复杂，且抑制结果也不尽如人意。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种逆变器并联系统，用于更有效的抑制和减少逆变器并联模块之间的环流问题。
[0006]本发明提供一种逆变器并联系统，包括:至少两个并联的逆变器，每个逆变器的输出端串联有具有阻抗特性的元件。
[0007]进一步地，所述具有阻抗特性的元件为电阻或电容。
[0008]进一步地，所述具有阻抗特性的元件为电感。
[0009]进一步地，所述逆变器为三相逆变器，所述具有阻抗特性的元件包括三个子元件，每个子元件与所述逆变器的输出端的一相电路串联。
[0010]进一步地，所述逆变器的输出端与所述具有阻抗特性的元件之间还串联有滤波电路。
[0011]本发明提供的逆变器并联系统，通过在并联逆变器系统的输出端串接具有阻抗特性的元件，在并联逆变器系统的输出端电压不尽相同产生环流的情况下，利用其本身的阻抗特性，减小环流的电流值，提高设备供电的可靠性与稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明逆变器并联系统实施例一的结构示意图；
[0013]图2是本发明逆变器并联系统实施例二的结构示意图。[0014]附图标记说明:
[0015]11:逆变器 12:逆变器13:线路电阻
[0016]14:线路电阻15:阻抗特性元件16:阻抗特性元件
[0017]17:负载18:中性线19:调压器
[0018]20:无控整流装置21:滤波回路22:滤波回路
【具体实施方式】
[0019]图1是本发明逆变器并联系统实施例一的结构示意图，如图1所示，本实施例的装置可以包括至少两个并联的逆变器11和12，每个逆变器的输出端串联有具有阻抗特性的元件16。
[0020]逆变器11的输出端可以依次与线路电阻13、阻抗特性元件15串接在一起，逆变器12的输出端可以依次与线路电阻14、阻抗特性元件16串接在一起，通过负载17将两个逆变器11和12并联在一起，然后通过中性线19构成一个闭合环路，最终形成一个逆变器并联系统。
[0021]具体来说，逆变器11的输出电压U1与逆变器12的输出电压U2均可以通过调整其内部的电路参数，来确保逆变器11的输出电压U1与逆变器12的输出电压U2尽可能相同，但是实际情况往往是U1和U2或多或少都会有一些差异，因此就会在逆变器11和逆变器12之间产生电势差，进而产生环流。图1中，队是逆变器11和逆变器12输出端到达负载端的电压，环流的大小就等于逆变器11的输出电压U1与上述的逆变器输出端到达负载端的电压Ul之差与线路电阻13和阻抗特性元件15总阻抗的比值，或者是逆变器12输出端到达负载端的电压Ul与逆变器12的输出端电压U2之差与线路电阻14和阻抗特性元件16总阻抗的比值，这两个值大小相等，只是环流的流向不同而已。因此利用阻抗特性元件15和阻抗特性元件16自身的阻抗特性，就可以起到减小环流的目的。
[0022]在具体实现时，阻抗特性元件15要确保和阻抗特性元件16的选型尽可能一致，具体的选型要根据电路的实际情况来定。同时，阻抗特性元件15和阻抗特性元件16必须同时串接在逆变器并联系统中，缺少阻抗特性元件15或者阻抗特性元件16中的任意一个，都会因为元件本身的阻抗特性导致逆变器11的输出端和逆变器12的输出端到达负载端的电压队在同一周期的同一时刻幅值不同等，进而导致更大的环流。
[0023]本实施例的逆变器并联系统，通过在并联逆变器系统的输出端串接具有阻抗特性的元件，在并联逆变器系统的输出端电压不尽相同产生环流的情况下，利用其本身的阻抗特性，减小环流的电流值，提高设备供电的可靠性与稳定性。
[0024]继续参照图1，如图1所示，进一步地，阻抗特性元件可以为电阻或电容。逆变器11输出端与线路电阻13、阻抗特性元件15串接在一起，逆变器12的输出端与线路电阻14、阻抗特性元件16串接在一起，通过负载17将两个逆变器11和12并联在一起，通过中性线19构成一个闭合环路，最 终形成一个逆变器并联系统。
[0025]本实施例针对逆变器11与逆变器12的输出端电压U” U2很稳定并且完全没有电压波动产生的情况。具体来说，逆变器11的输出电压U1与逆变器12的输出电压U2均可以通过调整其内部的电路参数，来确保逆变器11的输出电压U1与逆变器12的输出电压U2尽可能相同，但是实际情况往往是U1和U2或多或少都会有一些差异，因此上就会在逆变器11和逆变器12之间产生电势差，进而产生环流。图1中，队是逆变器11和逆变器12输出端到达负载端的电压，环流的大小就等于逆变器11的输出电压U1与上述的逆变器输出端到达负载端的电压队之差与线路电阻13和阻抗特性元件15总阻抗的比值，或者是逆变器12输出端到达负载端的电压Ul与逆变器12的输出端电压U2之差与线路电阻14和阻抗特性元件16总阻抗的比值，这两个值大小相等，只是环流的流向不同而已。因此，利用阻抗特性元件15和阻抗特性元件16自身的阻抗特性，就可以起到减小环流的目的。
[0026]在具体实现时，阻抗特性元件15要确保和阻抗特性元件16的选型尽可能一致，具体的选型要根据电路的实际情况来定。同时，阻抗特性元件15和阻抗特性元件16必须同时串接在逆变器并联系统中，缺少阻抗特性元件15或者阻抗特性元件16中的任意一个，都会因为元件本身的阻抗特性导致逆变器11的输出端和逆变器12的输出端到达负载端的电压队在同一周期的同一时刻幅值不同等，进而导致更大的环流。
[0027]本实施例的逆变器并联系统，通过在并联逆变器系统的输出端串接电阻或者电容，在并联逆变器系统的输出端电压不尽相同产生环流的情况下，利用其本身的阻抗特性，减小环流的电流值，提高设备供电的可靠性与稳定性。
[0028]继续参照图1，如图1所示，进一步地，阻抗特性元件15和阻抗特性元件16可以为电感。逆变器11输出端与线路电阻13、阻抗特性元件15串接在一起，逆变器12的输出端与线路电阻14、阻抗特性元件16串接在一起，通过负载17将两个逆变器11和12并联在一起，通过中性线19构成一个闭合环路，最终形成一个逆变器并联系统。
[0029]本实施例针对逆变器11与逆变器12的输出端电压U” U2不稳定并且会有电压波动导致会有尖峰脉冲产生的情况，也适用于逆变器11与逆变器12的输出端电压UpU2稳定并且没有电压波动的情况。具体来说，逆变器11的输出电压U1与逆变器12的输出电压U2均可以通过调整其内部的电路参数，来确保逆变器11的输出电压U1与逆变器12的输出电压U2尽可能相同，但是实际情况往往是U1和U2或多或少都会有一些差异，因此上就会在逆变器11和逆变器12之间产生电势差，进而产生环流。当逆变器11与逆变器12的输出端电压U1' U2稳定并且没有电压波动时，参照图1，Ul是逆变器11和逆变器12输出端到达负载端的电压，环流的大小就等于逆变器11的输出电压U1与上述的逆变器输出端到达负载端的电压队之差与线路电阻13和阻抗特性元件15总阻抗的比值，或者是逆变器12输出端到达负载端的电压Ul与逆变器12的输出端电压U2之差与线路电阻14和阻抗特性元件16总阻抗的比值，这两个值大小相等，只是环流的流向不同而已。因此，利用阻抗特性元件
15和阻抗特性元件16自身的阻抗特性，就可以起到减小环流的目的。但是当逆变器11与逆变器12的输出端电压U1' U2不稳定并且会有电压波动导致有尖峰脉冲产生时，产生的尖峰脉冲会导致环流瞬间增大，严重时会摧毁整个设备的供电系统。因此，电感本身的抑制电流变化的特性就得到了发挥。利用电感的抑制电流变化的特性，就可以避免环流瞬间增大的现象。
[0030]在具体实现时，阻抗特性元件15要确保和阻抗特性元件16的选型尽可能一致，具体的选型要根据电路的实际情况来定。同时，阻抗特性元件15和阻抗特性元件16必须同时串接在逆变器并联系统中，缺少阻抗特性元件15或者阻抗特性元件16中的任意一个，都会因为电感本身的“相位滞后”的特性和阻抗特性导致逆变器11的输出端和逆变器12的输出端到达负载端的电压队在同一周期的同一时刻幅值不同，相位错开等，进而导致更大的环流。
[0031]本实施例的逆变器并联系统，通过在并联逆变器系统的输出端串接具电感，在并联逆变器系统的输出端电压不尽相同产生环流的情况下，利用其本身的阻抗特性，减小环流的电流值。另外，当并联逆变器系统的输出电压不稳定，存在电压波动的情况，即会产生尖峰脉冲的情况下，所述阻抗元件里的电感就可以发挥其特有的抑制电流变化的作用，将尖峰脉冲过滤掉，从而避免了环流的瞬间增大而导致整个供电系统的损坏，提高了设备供电的可靠性和稳定性。
[0032]图2是本发明逆变器并联系统实施例二的结构示意图。如图2所示，本实施例的装置包括:调压器19、无控整流装置20、逆变器11和逆变器12、电感L1和电感L2以及负载Rl ;调压器19与无控整流装置20串接，无控整流装置的两个输出端分别与逆变器11和逆变器12串接，逆变器11和逆变器12的输出端分别串接电感L1和电感L2，进一步地，逆变器11和逆变器12为三相逆变器,L1和L2分别包括三个子元件，每个子元件与逆变器11、逆变器12的输出端的一相电路串联，最后通过串接负载&，形成一个带限流电感的三相逆变器并联系统。
[0033]本实施例针对逆变器11与逆变器12的输出端电压不稳定并且会有电压波动导致会有尖峰脉冲产生的情况，也适用于逆变器11与逆变器12的输出端电压稳定并且没有电压波动的情况。具体来说，调压器19和无控整流装置是20为逆变器11和逆变器12提供直流输入电压，逆变器11和逆变器12将输入的直流电压转换成三相交流电电压。逆变器11的输出电压与逆变器12的输出电压均可以通过调整其内部的电路参数，来确保逆变器11的输出电压与逆变器12的输出电压尽可能相同，但是实际情况往往是二者或多或少都会有一些差异，因此上就会在逆变器11和逆变器12之间产生电势差，进而产生环流。当逆变器11与逆变器12的二者的输出端电压稳定并且没有电压波动时，利用电感L1和电感L2自身的阻抗特性，就可以起到减小环流的目的(电感阻抗特性抑制环流的工作原理如上一实施例所述，在此就不再赘述了)。但是当逆变器11与逆变器12的输出端电压不稳定并且会有电压波动导致有尖峰脉冲产生时，产生的尖峰脉冲会导致环流瞬间增大，严重时会摧毁整个设备的供电系统。因此，电感L1和电感L2本身的抑制电流变化的特性就得到了发挥。利用电感的抑制电流变化的特性，就可以避免环流瞬间增大的现象。
[0034]在具体实现时，电感L1要确保和电感L2的选型尽可能一致，具体的选型要根据电路的实际情况来定。同时，电感L1和电感L2必须同时串接在逆变器并联系统中，缺少电感L1和电感L2中的任意一个，都会因为电感本身的“相位滞后”的特性和阻抗特性导致逆变器11的输出端和逆变器12的输出端到达负载&端的电压在同一周期的同一时刻幅值不同，相位错开等，进而导致更大的环流。
[0035]本实施例的逆变器并联系统，通过在并联逆变器系统的输出端串接限流电感，在并联逆变器系统的输出端电压不尽相同产生环流的情况下，利用其本身的阻抗特性，减小环流的电流值。另外，当并联逆变器系统的输出电压不稳定，存在电压波动的情况，即会产生尖峰脉冲的情况下，限流电感就可以发挥其特有的抑制电流变化的作用，将尖峰脉冲过滤掉，从而避免了环流的瞬间增大而导致整个供电系统的损坏，提高了设备供电的可靠性和稳定性。
[0036]继续参照图2，如图2所示，本实施例的装置包括:调压器19、无控整流装置20、逆变器11和逆变器12、滤波回路21和滤波回路22、电感L1和电感L2以及负载& ;调压器19与无控整流装置20串接，无控整流装置的两个输出端分别与逆变器11和逆变器12串接，逆变器11和逆变器12的输出端分别与滤波回路21和滤波回路22串接，滤波回路21和滤波回路22的输出端分别串接电感L1和电感L2，进一步地，逆变器11和逆变器12为三相逆变器，L1和L2分别包括三个子元件，每个子元件通过滤波回路21和滤波回路22的输入输出端口，分别与与逆变器11、逆变器12的输出端的一相电路串联，最后通过串接负载&，形成一个带限流电感的三相逆变器并联系统。
[0037]本实施例针对逆变器11与逆变器12的输出端电压不稳定并且会有电压波动导致会有尖峰脉冲产生的情况，也适用于逆变器11与逆变器12的输出端电压稳定并且没有电压波动的情况。具体来说，调压器19和无控整流装置是20为逆变器11和逆变器12提供直流输入电压，通过逆变器11和逆变器12以及滤波回路21和滤波回路22将输入的直流电压转换成三相交流电电压，使得输出的三相交流电更为可靠稳定。逆变器11的输出电压与逆变器12的输出电压均可以通过调整其内部的电路参数，来确保逆变器11的输出电压与逆变器12的输出电压尽可能相同，但是实际情况往往是二者或多或少都会有一些差异，因此上就会在逆变器11和逆变器12之间产生电势差，进而产生环流。当逆变器11与逆变器12的二者的输出端电压稳定并且没有电压波动时，利用电感L1和电感L2自身的阻抗特性，就可以起到减小环流的目的(电感阻抗特性抑制环流的工作原理如上一实施例所述，在此就不再赘述了)。但是当逆变器11与逆变器12的输出端电压不稳定并且会有电压波动导致有尖峰脉冲产生时，产生的尖峰脉冲会导致环流瞬间增大，严重时会摧毁整个设备的供电系统。因此，电感L1和电感L2本身的抑制电流变化的特性就得到了发挥。利用电感的抑制电流变化的特性，就可以避免环流瞬间增大的现象。
[0038]在具体实现时，电感L1要确保和电感L2的选型尽可能一致，具体的选型要根据电路的实际情况来定。同时，电感L1和电感L2必须同时串接在逆变器并联系统中，缺少电感L1和电感L2中的任意一个，都会因为电感本身的“相位滞后”的特性和阻抗特性导致逆变器11的输出端和逆变器12的输出端到达负载&端的电压在同一周期的同一时刻幅值不同，相位错开等，进而导致更大的环流。
[0039]本实施例的逆变器并联系统，通过在逆变器并联系统中串接滤波回路21和滤波回路22，使得提供给电感LI和电感L2的三相交流电更可靠稳定。同时，通过在并联逆变器系统的输出端串接限流电感，在并联逆变器系统的输出端电压不尽相同产生环流的情况下，利用其本身的阻抗特性，减小环流的电流值。另外，当并联逆变器系统的输出电压不稳定，存在电压波动的情况，即会产生尖峰脉冲的情况下，限流电感就可以发挥其特有的抑制电流变化的作用，将尖峰脉冲过滤掉，从而避免了环流的瞬间增大而导致整个供电系统的损坏，提高了设备供电的可靠性和稳定性。
[0040]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种逆变器并联系统，其特征在于，包括:至少两个并联的逆变器，每个逆变器的输出端串联有具有阻抗特性的元件。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述具有阻抗特性的元件为电阻或电容。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述具有阻抗特性的元件为电感。
4.根据权利要求r3中任一项所述的系统，其特征在于，所述逆变器为三相逆变器，所述具有阻抗特性的元件包括三个子元件，每个子元件与所述逆变器的输出端的一相电路串联。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述逆变器的输出端与所述具有阻抗特性的元件之间还串联有滤波电路。
【文档编号】H02J3/38GK103812130SQ201210393849
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年10月16日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】江海涛, 田野, 赵研 申请人:中国北车股份有限公司