专利名称：用于减小多逆变器系统中谐振的装置和方法
用于减小多逆变器系统中谐振的體和方法
駄领域
本发明通常涉及逆变器，并且更具体地涉及用于减小多逆变器系统中谐振 的装置和方法。 背景狱
许多电气传动系M用多逆变器，其为多个电动机提供功率同时共享共同
的DC线电源。典型地，这些电气传动系统设计为使得針逆变器的自然谐振
频率都相同，以使任何给定的逆变^F会M扮可其它逆变器中的谐振。虽
然这是一种便捷设计，因为逆变器基本上去齢(uncoupled),这肖滩显著地影 响系统成本。
因此，期望提供多逆变器系统，所述多逆变器系统不考虑邻ra变器的操 作和/或谐振频率，并且旨辦更加节省成本。另外，期望^f共用于使得多逆变器 系统中的两个或更多个逆变器肖嫩工作在不同频率的方法。进一步，结合附图 和前述的技术领域和背景技术，根据后面的详细描述与随附的权利要求书，本 发明的其它期望特征和特性将变得显而易见。
发明内容
本发明的各种实施例提供用于减小多逆变器系统中谐振的装置、系统和方
法。 一种用于减小多逆变器系统中谐振的^a包,变器，所述多逆变器系统
具有包括第一正端子和第一负端子的电源，所，变器具有第二正端子和第二 负端子，其中織二负端子可耦合到織一负端子。该縫还包括耦合至该第 二正端子且可耦合至该第一正端子的去耦元件。
一种具有减小的谐振的系统包括包含第一正端子和第一负端子的机动车辆 电源，以及耦合至该电源的多个逆变器。旨逆变器包括耦合至该第一正端子 的第二正端子和耦合至该第一负端子的第二负端子，并且该多，变器中的第 一逆变器还包括耦合在该第一正端子和该第一逆变器的第二正端子之间的去耦 元件。
一种用于减小包括多个逆变器的系统中的谐振的方法，其中第一逆变器包 括具有可变的第一阻抗的第一去耦元件并且第二逆变器耦合至第一逆变器，该方B括在不同频率上操作第一和第二逆变器的步骤。该方法还包括基于该第 二逆变器的频率控制織一阻抗的步骤。
以下将结合附图描述本发明，其中相同的附图标iS^/示相同的元件，以及
图1是现有技术的多逆变器系统的框亂
图2是具有减小的谐振的多逆变器系统的一个示范性实施例的框图； 图3是具有减小的谐振的多逆变器系统的另一个示范性实施例的框图； 图4是具有减小的谐振的多逆变器系统的再一个示范性实施例的框图； 图5 J^括去耦元件的图2的系统的框图，其中该去耦元件由二极管构成; 图6是包括去耦元j牛的图2所示系统的框图，其中该去耦元件由制动电阻
器或分压计(potentiometer)构成；
图7是魏括去耦元件的图2所示系统的框图，其中该去耦元件由半导体
开关和反并联二极管构成；以及
图8是具有减小的谐振的多逆变器系统的一个示范性实施例的框图。
具体实施例方式
下述详细说明本质上仅是示范性的，而不打算限制本发明或本发明的应用 以及使用。此外，不打算被前述技术领域、背景技术、发明内容或以下详细说 明中所提出的任何明示或暗示的理论所限制。
图1魏括多铺变器110的常规多逆变器系统100的框图。系统100中 的^h^变器110 fflM两个节点114(f^至DC线120的正端子)和U8(耦合至 DC线120的负端子)耦合至主或公共DC线(DC link) 120。
如图1所示，两个或更多，变器110(例如，第一和第二逆变器IIO)共享 公共的本地(local) DC线130。可选地，^H^变器110可以采用本地DC线 130,逆变器110的^可以包括本地DC线130,或单，变器110可以包括 本地DC线130。同样地，在系统100中可以采用任意数量的本地DC线130。 本地DC线130通常包括一个或多个容性元辨例如， 一个或多个电容器)，而主 DC线120— 用一个或多个大型能量(bulk energy)存储元件，例如一个或 多个电池， 一个或多^^料电池，和/或一个或多个超级电容器。
如上所述，旨逆变器110设计为工作在同一频率，但是有时需要两个或 更多个逆变器110工作在不同频率以产生多个功率电平或腿输出。而且，每^ht变器110物SU:可以位于距主DC线120不同的距离处。结果，齡逆变 器110的自然系统谐振频辨其可以根据它的本地DC线130的电，定)以及本 鹏变器工作频率和线路电敏麟本地DC线130连接到主DC线120)，对于 系统100的^^h逆变器110可能是不同的，并且可能干扰一个或多个其它逆变 器110的操作。
图2 Ji^出具有减小的谐振的多逆变器系统200的一个示范性实施例的框 图。系统200包括肖辦工作在彼此不同频率的多个逆变器110。如图2所示，与 上面参考图1中讨论的系统100相似，旨逆变器110 M33t节点114和118耦 合至主DC线120，主DC线120可以是用于机动车辆的电源或电池。此外，一 个或多个逆变器110可以包括本地DC线130(见第N逆变器UO)和/或两个， 多个逆变器110可以共享公共的本地DC线130(见第一和第，变器110)。
根据一个示范性实施例，系统200包括耦合在一个逆变器110的正端子和 节点114之间的去耦元件1150。在图2所示的实施例中，去耦元件1150耦合至 第N逆变器110;然而，去耦元件1150可以耦合至第H^变器110，第二逆变 器IIO，或位于第一逆变器和第N逆变器llO之间的任HI变器llO。在一个实 施例中，去耦元件1150耦合至工作在最低频率,生最小电压输出量的逆变器 110。在另一个实施例中，去耦元件1150耦合至具剤^频率劍氐电压输出的逆 变器110，以使得与去耦元件1150所耦合到的逆变器110相比， 一个或多个逆 变器110工作在更高的频率且一个或多个逆变器110工作在更低的频率。出于 效率的原因，去耦元件1150不应该耦合到产生最大功率量的逆变器110;然而， 不同的实施例的确考虑将去耦元件1150耦合至产生最大功率量的逆变器110。
根据图3示出的本发明的另一示范性实施例，至少两个逆变器110包括耦 合在旨逆变器110的正端子和节点114之间的去耦元件1150。虽然图3示出 第一和第Z^变器110包括去耦元件1150，但是任何两个或更多个逆变器110 tPJ以包括去耦元件1150。
图4示出系统200的又一示范性实施例。在该实施例中，#^￡变器110 包括齢顿变器110的^h相应正端子和节点114之间的去耦元件1150。
一个(或多个)去耦元件1150可以是任意的硬件、软件和/或具有可变阻抗 的设备。根据图5所示出的一个示范性实施例，至少一个去耦元件1150是二极 管1152。在该实施例中，二极管1152的阳极耦奸或可耦舒(即，肯嫩耦合于)节点114，而二极管1152的阴极耦合于或可耦合于其逆变器110(该实施例中 的第N逆变器110)的正端子。
在图6示出的另一示范性实施例，至少一个去耦元件1150是耦合在节点114 和其相应逆变器110之间的制动电阻器或分压计1154。在图7示出的又一实施 例，至少一^耦元件1150是半导体开关1158(例如，场舰晶体管(FET)、双 丰鹏型晶体管(BJT)钩，其包括耦舒节点114和其相舰变器110之间的反并 联二极管l亂
虽然图5-7示出的实施例与图2所示的实施例相似，各种其他实施例考虑图 3和4中的^去耦元件1150可以是二极管1152、制动电阻器1154、分压计 1156、和/或带有与其耦合的反并联二极管1160的开关1158。财卜，系统200 的实施例可以包括二极管1152、制动电阻器1154、分压计1156、和/或带有与 其耦合的反并联二极管1160的开关1158的任意组合。也就是说，旨去耦元 件1150可以是同种类型的元件，旨去耦元件1150也可以是不同类型的元件， 或者至少两个去耦元件1150是彼此不同类型的元件。
图8是用于减小多逆变器系统(例如，系统200)中附皆振的方法800的一个 示范性实施例的繊图。根据一个示范性实施例，方法800开々纤在不同频率 J^i行两个或更多，z变戮例如，逆变器iio)以产生不同大小的功率或喻出电
压(步骤810)。
确，变器110的工作频辨步骤820)，并且基于该一个或多个其它逆变器 110的工作频率控制和/或调节第一可变阻抗去耦元#(例如，去耦元件U50)的阻 抗(步骤830)。在一个实施例中，基于单个逆变器110的工作频率控制或调节去 耦元件1150的阻抗。在另一实施例中，基于系统(例如，系统200)中至少两个 逆变器110的工作频率控制或调节去耦元件1150的阻抗。在又一实施例中，基 于系统200中其它逆变器110的每一个的工作频率控制或调节去耦元件1150的 阻抗。
方法800还包括确定一个或多个其它逆变器110的工作频與步骤840)和基 于该一个或多个其它逆变器110的工作频率控制或调节一个或多个其它可变阻 抗去耦元件的阻抗(步骤850)。在一个实施例中，基于单傻变器110的工作频 率控制或调节旨去耦元件1150的P且抗。在另一实施例中，基于系统200中至 少两铺变器110的工作频率控制或调节齡去耦元件1150的阻抗。在又一实施例中，基于系统200中其它逆变器110的每一个的工作频率控制或调节* 去耦元件1150的阻抗。
虽然前述详细描述中介绍了至少一个示范性实施例，应该认识到存在大量 的 。也应该认i形喊一个示范性实施例或多个示范性实施例仅仅是示例，
并不打算以任何方式限制本发明的范围、应用或ra。另外，前述详细描述会
为本领域餘人员,实施该一个示范性实施例或多个示范性实施例的便禾鹏 示。应该理解可以对元件的功能和排列做出各种变化，而不脱离随附的权利要 求书和其法,同物所记载的本发明的范围。
权利要求
1. 一种用于减小多逆变器系统中谐振的装置，所述多逆变器系统具有包括第一正端子和第一负端子的电源，所述装置包括逆变器，其具有第二正端子和第二负端子，所述第二负端子能够耦合至所述第一负端子；以及去耦元件，其耦合至所述第二正端子且能够耦合至所述第一正端子。
2. 如权利要求1所述的體，其中所述去耦元件是二极管，该二极管具有會嫩耦合至戶; ^第一正端子的阳极和耦合至所述第二正端子的阴极。
3. 如权利要求l所述的錢，其中所述去耦元件是审恸电阻器。
4. 如权利要求1所述的装置，其中所述去耦元件是开关。
5. 如权利要求4戶脱的體，其中所述开关是包括反并联二极管的半导体 开关。
6. 如权利要求l所述的装置，进一步包括DC线，所述DC线具有耦合在 所述第一和第二正端子之间的第三正端子以及耦合在所述第一和第二负端子之 间的第三负端子。
7. —种具有减小的谐振的系统，包括 机动 电源，其包括第一正端子和第一负端子；以及 耦合至所述电源的多个逆变器，每个逆变器包括耦合至所述第一正端子的第二正端子和耦合至所述第一负端子的第二负端子，其中该多个逆变器中的第 一逆变器还包括耦合在所述第一正端子和所述第一逆变器的所述第二正端子之 间的去耦元件。
8. 如权禾腰求7所述的系统，其中该多个逆变器中的一部分还包括耦合在 所述第一正端子和该多个逆变器中的该部分的每个相应第二正端子之间的去耦 元件。
9. 如权利要求8所述的系统，其中至少两个所述去耦元4顿此不同。
10. 如权利要求8戶腿的系统，其中所述去耦元件的每一个是同种翻的元件。
11. 如权利要求7所述的系统，其中该多个逆变器的每一个还包括耦合在所 述第一正端子和^相应第二正端子之间的去耦元件。
12. 如权禾腰求7所述的系统，其中该多个逆变器中的第二逆变器比第一逆变器产生更高的电压输出。
13. 如权利要求7所述的系统，其中所述第一逆变器比其它多个逆变器中的 每一个产生更低的电压输出。
14. 如权利要求7所述的系统，其中所述去耦元件是二极管，该二极管具有 能够,至所述第一正端子的阳极和耦合至所述第一逆变器的所述第二正端子 的阴极。
15. 如权利要求7所述的系统，其中所述去耦元件是帝励电阻器。
16. 如权利要求7所述的系统，其中所述去耦元件是开关。
17. 如权利要求16所述的系统，其中所述开关是包括反并联二极管的半导体 开关。
18.—种用于减小包括多愤变器的系统中的谐振的方法，第一逆变器包括 具有可变第一阻抗的第一去耦元件并且第二逆变器耦合至所述第一逆变器，所 述方、^括以下步骤在不同频率Jdl行所述第一和第二逆变器；以及基于所述第二逆变器的频率控制所述第一阻抗。
19. 如权利要求18所述的方法，其中所述调节步骤包括基于该多个逆变器中 剩縱变器的频率控制所述去耦元件的阻抗的步骤。
20. 如权利要求18所述的方法,其中所鄉二逆变器包括具有可魏二阻抗 的第二去耦元件，所述方法还包括基于所述第一逆变器的频率控制所述第二阻 抗的步骤。
全文摘要
本发明涉及用于减小多逆变器系统中谐振的装置和方法。提供用于减小多逆变器系统中谐振的装置、系统和方法。一种装置包括耦合至去耦元件的逆变器，其中所述逆变器和所述去耦元件可耦合至电源。一种系统包括具有第一正端子和负端子的机动车辆电源，以及耦合至所述电源的多个逆变器。每个逆变器包括耦合至所述第一正端子的第二正端子和耦合至所述第一负端子的第二负端子。该多个逆变器中的第一逆变器包括耦合在所述第一正端子和所述第一逆变器的正端子之间的去耦元件。一种方法包括在不同频率上运行第一和第二逆变器，并且基于所述第二逆变器的频率控制耦合在电源和所述第一逆变器之间的去耦元件的阻抗。
文档编号H02M7/48GK101414795SQ20081017855
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月17日
发明者B·A·维尔奇科 申请人:通用汽车环球科技运作公司