然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于，包括:n重的并联支路(1)，n ^ I ;所述并联支路(I)包括m重的功率单元(10),m彡I ;所述功率单元(10)包括依次相连的四象限整流器(11)、Buck/Boost变换器(12)，以及直流电抗器(13);所述四象限整流器(11)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(12)实现直流电压的双向升压或降压。2.根据权利要求1所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述功率单元(10)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(11)的交流侧，所述端子A连接所述四象限整流器(11)的直流侧一端，所述端子B连接所述Buck/Boost变换器(12)的升压侧一端，所述端子C连接所述Buck/Boost变换器(12)的降压侧一端，所述端子D连接所述四象限整流器(11)与所述Buck/Boost变换器(12)的公共端，所述端子E和端子F连接所述直流电抗器(13)的两端。3.根据权利要求2所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于: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(10)的交流侧输出为端子U、端子V和端子W，所述功率单元(10)的直流侧输出为端子D和端子E ;所述Buck/Boost变换器(12)实现从所述四象限整流器(11)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(11)直流电容侧的直流升压、稳压，同时实现所述直流电抗器(13 )的恒流。4.根据权利要求2所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于: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(10)的交流侧输出为端子U、端子V和端子w，所述功率单元(10)的直流侧输出为端子D和端子B ;所述Buck/Boost变换器(12)实现从所述四象限整流器(11)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(11)直流电容侧的直流降压、稳压，同时实现所述直流电抗器(13)的恒流。5.根据权利要求3所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述Buck/Boost变换器(12)包括功率器件一(VTl)和功率器件二(VT2);当所述Buck/Boost变换器(12)运行在降压斩波状态时，所述功率单元(10)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(VTl)动作，所述功率器件二(VT2)始终关闭，所述功率单元(10)的直流侧输出电压范围为OV?m*Udc ;当所述Buck/Boost变换器(12)运行在升压斩波状态时，所述功率单元(10)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(VTl)始终关闭，所述功率器件二(VT2)动作，所述功率单元(10)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(10)的级联重数，Udc为所述四象限整流器(11)的直流电容侧电压。6.根据权利要求5所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述功率单元(10)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。7.根据权利要求4所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述Buck/Boost变换器(12)包括功率器件一(VTl)和功率器件二(VT2);当所述功率单元(10)的直流侧电压小于m*Udc时，所述Buck/Boost变换器(12)运行在升压斩波状态，所述功率单元(10)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(VTl)始终关闭，所述功率器件二(VT2)动作，控制所述四象限整流器(11)的直流侧电容电压稳定为Udc，或者控制所述功率单元(10)的直流侧电流大小恒定；当所述功率单元(10)的直流侧电压大于m*Udc时，所述Buck/Boost变换器(12)运行在降压斩波状态，所述功率单元(10)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(VTl)动作，所述功率器件二(VT2)始终关闭，控制所述四象限整流器(11)的直流侧电容电压稳定为Udc ;其中，m为所述功率单元(10)的级联重数，Udc为所述四象限整流器(11)的直流电容侧电压。8.根据权利要求7所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述功率单元(10)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。9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述功率单元(10)包括一组或两组以上相互并联的Buck/Boost变换器(12)。10.根据权利要求9所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述并联支路(I)包括m重级联的功率单元(10)，m彡2。11.根据权利要求10所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:当所述功率单元(10)包括两组以上与所述Buck/Boost变换器(12)数量相同的直流电抗器(13)时，所述两组以上的直流电抗器(13)合并为一个直流电抗器。12.根据权利要求11所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:当所述并联支路(I)包括m重级联的功率单元(10)，m> 2时，m路所述直流电抗器(13)合并为一个直流电抗器。13.根据权利要求1-8、10、11、12中任一权利要求所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述Buck/Boost变换器(12)采用H桥单元电路结构。14.根据权利要求1-8、10、11、12中任一权利要求所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述Buck/Boost变换器(12)采用Boost单元级联电路结构。15.根据权利要求1-8、10、11、12中任一权利要求所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述Buck/Boost变换器(12)采用Buck单元级联电路结构。16.根据权利要求1-8、10、11、12中任一权利要求所述的一种宽适应范围的多功能变流器装置，其特征在于:所述四象限整流器(11)采用三相四象限整流器或单相四象限整流器结构。
【专利摘要】本发明公开了一种宽适应范围的多功能变流器装置，包括：n重的并联支路，n≥1；并联支路包括m重的功率单元，m≥1；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；四象限整流器用于实现AC/DC变换，多功能变流器装置通过Buck/Boost变换器实现直流电压的双向升压或降压。本发明描述的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，最大限度地提升了使用效率，并扩大了适应场合。
【IPC分类】H02M7/757, H02M7/77
【公开号】CN105141168
【申请号】CN201410229984
【发明人】曹洋, 秦灿华, 吴强, 罗仁俊, 彭勃, 肖伟, 李嘉, 王龙, 张志 , 仇乐兵, 林丽, 梁文超, 邓明, 何伯钧, 李保国, 陈孟君, 唐建宇, 徐万良, 周成
【申请人】株洲变流技术国家工程研究中心有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年5月28日