一种宽适应范围的多功能变流器装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变流技术领域，尤其是涉及一种宽适应范围的多功能变流器装置。
【背景技术】
[0002]变频器装置由于其绿色、节能及其它优越特性在各行各业得到了非常广泛的应用，越来越多的特殊行业也期望通过变频器装置来实现节能。这类变流器装置往往需要具备能量双向流动、直流升压、直流降压、直流稳压、直流恒流等功能，同时要求具备高直流电压、大直流电流、大容量等多种功能和特点。而常规变流器装置往往无法完全满足这些特殊要求。
[0003]目前，在现有技术中，与本发明相关的技术方案主要有:
文献一:由株洲变流技术国家工程研究中心有限公司于2012年02月10日申请，并于2012年07月11日公开，公开号为CN102570507A的中国发明专利申请《一种能量回馈型柴油机试验装置》。如附图1所示，该发明申请提出了一种具备能量可双向流动、可实现直流升压、稳压和能量回馈等多种性能并适应这种动力设备试验的变流器装置。如附图2所示，这种装置在能量由直流侧流向交流侧时是通过Boost升压、四象PffM整流器串联实现直流升压、稳压，并通过多重并联的方式实现大电流和大容量。但是，这种装置不能实现能量由交流侧流向直流侧。此外，该装置仅通过Boost升压电路并联，能实现低压大电流，但没有通过多重电路的级联处理，仅依靠器件的耐压等级无法适应高直流电压场合。
[0004]文献二:由株洲变流技术国家工程研究中心有限公司于2010年01月25日申请，并于2010年06月16日公开，公开号为CN101741094A的中国发明专利申请《一种基于可关断器件的移动式输电装置》。如附图3所示，该发明申请中提出了一种具备能量可双向流动、适应高直流电压、直流侧可实现降压功能的变流器装置，可用于直流融冰和柔性直流输电等变流器领域。这种变流器装置通过四象PWM整流器实现能量双向流动，通过Buck电路实现直流侧降压，通过Buck电路级联以适应高直流电压。但是，这种变流器装置仅能实现交流侧向直流降压的功能，而在能量由直流侧流向交流侧时不能实现直流侧直流升压、降压等功能，更不能实现双方向的升压、降压和稳压。因此，这种变流器装置不适应直流电压实时变动的直流能量回收领域。
[0005]而在现有技术中，如附图4所示，常规的功率单元10包括四象限整流器IUBuck/Boost变换器12和直流电抗器13。虽然Buck/Boost变换器12可以实现直流能量的双向流动，配合四象限PWM整流器可以实现交、直流能量双向流动，直流侧降压、升压、稳压、恒流功能，通过多重并联也可以实现大容量。但是，一方面，由于没有通过多重电路级联处理，仅依靠器件的耐压等级无法适应高直流电压场合。另一方面，只能实现由交流侧向直流侧(DFffi)降压，以及由直流侧(DF侦彳)向交流侧升压，无法实现双方向的升压、降压和稳压。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种宽适应范围的多功能变流器装置，开发周期短、开发和调入成本低廉，同时能够完成多种功能，最大限度地提高了使用效率、并扩大了适应场合。
[0007]为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种宽适应范围的多功能变流器装置的技术实现方案，一种宽适应范围的多功能变流器装置，包括:
η重的并联支路，n ^ I ;所述并联支路包括m重的功率单元，m > I ;所述功率单元包括依次相连的四象限整流器、Buck/Boost变换器，以及直流电抗器；所述四象限整流器用于实现AC/DC变换，所述多功能变流器装置通过所述Buck/Boost变换器实现直流电压的双向升压或降压。
[0008]优选的，所述功率单元包括端子U、端子V、端子W、端子A、端子B、端子C、端子D、端子E和端子F ;所述端子U、端子V和端子W连接所述四象限整流器的交流侧，所述端子A连接所述四象限整流器的直流侧一端，所述端子B连接所述Buck/Boost变换器的升压侧一端，所述端子C连接所述Buck/Boost变换器的降压侧一端，所述端子D连接所述四象限整流器与所述Buck/Boost变换器的公共端，所述端子E和端子F连接所述直流电抗器的两端。
[0009]优选的，当所述多功能变流器装置实现从交流侧到直流侧降压或从直流侧到交流侧升压时，短接所述端子A和端子B，短接所述端子C和端子F，所述功率单元的交流侧输出为端子U、端子V和端子W，所述功率单元的直流侧输出为端子D和端子E ;所述Buck/Boost变换器实现从所述四象限整流器直流电容侧到输出侧的直流降压、稳压或从所述输出侧到所述四象限整流器直流电容侧的直流升压、稳压，同时实现所述直流电抗器的恒流。
[0010]优选的，当所述多功能变流器装置实现从交流侧到直流侧升压或从直流侧到交流侧降压时，短接所述端子A和端子E，短接所述端子C和端子F，所述功率单元的交流侧输出为端子U、端子V和端子W，所述功率单元的直流侧输出为端子D和端子B ;所述Buck/Boost变换器实现从所述四象限整流器直流电容侧到输出侧的直流升压、稳压或从所述输出侧到所述四象限整流器直流电容侧的直流降压、稳压，同时实现所述直流电抗器的恒流。
[0011]优选的，所述Buck/Boost变换器包括功率器件一和功率器件二 ；当所述Buck/Boost变换器运行在降压斩波状态时，所述功率单元的端子A与端子B短接，所述端子C与端子F短接，所述功率器件一动作，所述功率器件二始终关闭，所述功率单元的直流侧输出电压范围为OV?m*Udc ;当所述Buck/Boost变换器运行在升压斩波状态时，所述功率单元的端子A与端子E短接，所述端子C与端子F短接，所述功率器件一始终关闭，所述功率器件二动作，所述功率单元的直流侧输出电压范围为m*Udc?U，U大于3*Udc ;其中，m为所述功率单元的级联重数，Udc为所述四象限整流器的直流电容侧电压。
[0012]优选的，所述功率单元的输出侧负载选自包括不同电压等级的直流电机、融冰线路、要求恒流的电弧炉、柔性直流输电网侧变流器在内的任意一种直流负载。
[0013]优选的，所述Buck/Boost变换器包括功率器件一和功率器件二 ；当所述功率单元的直流侧电压小于m*Udc时，所述Buck/Boost变换器运行在升压斩波状态，所述功率单元的端子A与端子B短接，所述端子C与端子F短接，所述功率器件一始终关闭，所述功率器件二动作，控制所述四象限整流器的直流侧电容电压稳定为Udc，或者控制所述功率单元的直流侧电流大小恒定；当所述功率单元的直流侧电压大于m*Udc时，所述Buck/Boost变换器运行在降压斩波状态，所述功率单元的端子A与端子E短接，所述端子C与端子F短接，所述功率器件一动作，所述功率器件二始终关闭，控制所述四象限整流器的直流侧电容电压稳定为Udc ;其中，m为所述功率单元的级联重数，Udc为所述四象限整流器的直流电容侧电压。
[0014]优选的，所述功率单元的直流侧电源选自包括柔性直流输电阀侧变流器、整流器、变流装置输出直流电源在内的任意一种电压稳定的直流电源，或选自包括柴油发电机、地铁牵引网、风力发电机在内的任意一种电压不稳定的直流电源。
[0015]优选的，所述功率单元包括一组或两组以上相互并联的Buck/Boost变换器。
[0016]优选的，所述并联支路包括m重级联的功率单元，m彡2。
[0017]优选的，当所述功率单元包括两组以上与所述Buck/Boost变换器数量相同的直流电抗器时，所述两组以上的直流电抗器合并为一个直流电抗器。
[0018]优选的，当所述并联支路包括m重级联的功率单元，m ^ 2时，m路所述直流电抗器合并为一个直流电抗器。
[0019]优选的,所述Buck/Boost变换器采用H桥单元电路结构。
[0020]优选的,所述Buck/Boost变换器采用Boost单元级联电路结构。
[0021]优选的,所述Buck/Boost变换器采用Buck单元级联电路结构。
[0022]优选的，所述四象限整流器采用三