专利名称：U型变流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电子学领域，涉及到一个具有电压中间回路和一个继此电压中间回路之后的逆变器。该逆变器输出端输出一个3相交流电压，并通过滤波装置与U型变流器的输出端子相连，其中该滤波装置分别包括一个与输出端子串联的滤波扼流圈和一个从输出端子通向一个公共的电容器星形汇接点的滤波电容器。
这样一种U型变流器已有先例，如由文献EP-A1-0 682 401(
图1)已知。
为了实现具有电压中间回路的变流器(U型变流器)输出电压的基本上无损耗滤波，当前使用由滤波扼流圈和滤波电容器构成的滤波器(电感电容滤波器)。一个可能的结构形式是以星形电路连接的滤波电容器，如本文开始所提文献描述的、并在图1中示出的那样。图1中的U型变流器39包含具有两个端子12和13的电压中间回路11，两个端子12和13之间设置了级间电容器14,16，这些级间电容14,16有一个中间抽头15或者也可用作为一个电容器。继电压中间电路11之后是逆变器10(装配了功率半导体)，该逆变器将产生的多相交流电压通过一个由滤波扼流圈17,18和19及滤波电容器23,24和25构成的滤波器输出到相应的输出端子20,21和22。滤波扼流圈17-19分别与输出端子20-22串联。滤波电容器23-25实现从输出端子20-22到一个公共的电容器星形汇接点26的传输。
图2示出的另一个已知的滤波电路中，滤波电容器27,28,29呈三角形，也就是说，分别连接在输出端子(20-22)的任意两个之间。
在另一种示于图3的滤波电路中，其在前面提到的文献中也已谈及，每3个滤波电容器30-32和33-35共同从输出端子20-22反馈到电压中间回路11的端子12和13。
图1和图2所示的电路仅滤波纯3相交流电压系统。相反不能滤波直流系统。在直流系统中的电压跳变将无阻碍地进一步加载到接线端子20-22，如果负载的星形汇接点或图1中的电容器星形汇接点26没有接地的话。然而两种方法一般不可以使用。
图3所示的电路无此缺点，其缺点在于系统技术特性。这出现在当该滤波器的使用条件为没有辅助措施时总是导致激发固有振荡。这些固有振荡只有通过插入逆变器10的开关序列中的一种调整才可以无损耗地予以抑制。逆变器10的开关序列目前通常是由一个调节计算器确定，该调节计算器依据负载状态来确定用于逆变器中功率开关的开关指令。调节计算器通常基于对称输出仅在2个座标内运行。由此，3相的开关工作状态得以确定。在图3所示的线路中，就过滤器来看3相是去耦的。也就是一个谐振调节必须与3个独立作用的调谐回路一起运行。因而谐振调节在负载调节中的集成不再那么简单。由于两部分的调节是对同样的调节参数进行，因而无论如何也不允许其退耦工作。不管怎样，解决这一矛盾需要相当可观的额外耗费。图3所示电路还有一个缺点是中间电路电容器和逆变器的高附加电流负载，特别是当由电压整流系统对滤波电容器再充电而造成逆变器半导体开关频率较低时，会出现这种高附加电流负载。当人们在图1所示的电路中将电容器星形汇接点26直接与端子12、13中的一个或中间抽头15相连时，也会出现同样的缺点。
因而本发明的任务在于，将本文开始所提到的那种U型变流器进行改进，以在无大的附加耗费下也能实现整流系统的有效滤波。
对本文开始提及的那种U型变流器的问题是这样解决的，即电容器星形汇接点通过一个具有一个电容器和一个电阻的阻容节连入电压中间回路。阻容节的电容器消除通过阻容节电阻的静态电流。阻容节的电阻起着阻尼电阻的作用，并消除振荡。
依据本发明电路的一个优选结构形式，其特征在于，电容器的电容量与滤波电容器相比是非常小的。因而，对于具有滤波扼流圈和滤波电容器的主滤波器的谐振调节不受影响。在直流系统中电压跳变的陡度却被有效地控制。通过一个适当的设计，同时也能有效地抑制高频率谐振，而不致引起不可接受的高损耗。
另外的结构形式在从属权利要求中给出。
下面借助于实施例结合附图详细阐述本发明。
这些附图是图1-3按技术现状示出的U型变流器的各种滤波电路；和图3-6本发明滤波电路的几种实施例，其中星形汇接点通过阻容节接入电压中间回路的几个不同位置。
从图1所示的，属于当前技术水平的电路着手，按本发明，电容星形汇接点26通过由电容器和电阻组成的阻容节与电压中间电路11相连(反馈)。用此方法，直流部分中的的电压跳变虽不能完全被消除，但可控制在可允许的量值内(如500/μs)。其连接可按图4到图6的实施例接到不同的位置。按图4，电容器星形汇集点26通过由电容器36和电阻37组成的阻容节38反馈到电压中间回路的端子12(正端)。按图6，电容器星形汇接点26通过由电容器36和电阻37组成的阻容节38反馈到电流中间回路11的端子13(负端)。按图5，如果有的话，级间电路电容器14、16的中间抽头15作为阻容节38的连接点。
对于交变频率为500Hz的三点电路中具有本发明滤波电路的1MVA/4kV变流器，进行了不同的实例模拟。当电容器36的电容量为82.9nF和电阻37的阻值为603欧姆时，该电路的损耗为341瓦，直流电路中的陡度du/dt为495V/μs。
符号表10 逆变器11 电压中间回路12,13 端子(级间回路)14,16 级间电容器15 中间抽头(级间电容)17,18,19滤波扼流圈20,21,22输出端子23,24,25滤波电容26 电容器星形汇接点27,28,29滤波电容器30,..,35滤波电容器36 电容器(阻容节)37 电阻(阻容节)38 阻容节39 U型变流器
权利要求
1．U型变流器(39)具有一个电压中间回路(11)和一个继此电压中间回路(11)之后的逆变器(10)，该逆变器(10)在其输出端输出一个3相交流电压，并通过一个滤波装置(17,..,19；23,..,25)与U型变流器(39)的输出端子(20,..,22)相连，其中滤波器装置各包括一个与输出端子(20,..,22)串联的滤波扼流圈(17,..19)和一个从输出端子(20,..,22)通向公共的电容器星形汇接点(26)的滤波电容器(23,..,25)，其特征在于，电容器星形汇接点(26)通过一个具有一个电容器(36)和一个电阻(37)的阻容节(38)连入电压中间回路(11)中。
2．按权利要求1的U型变流器，其特征在于，电容器(36)的电容量与滤波电容器(23,..,25)相比甚小。
3．按权利要求1和2之一的U型变流器，其特征在于，电容器星形汇接点(26)通过阻容节(38)连接到电压中间回路(11)的正端(12)。
4．按权利要求1和2之一的U型变流器，其特征在于，电容器星形汇接点(26)通过阻容节(38)连接到电压中间回路的负端(13)。
5．按权利要求1和2之一的U型变流器，其特征在于，电压中间电路(11)具有中间抽头(15)的级间电容器(14,16)，以及电容星器形汇接点(26)通过阻容节(36,37,38)与级间电容器(14,16)的中间抽头(15)相连。
全文摘要
一种U型变流器,具有一个电压中间回路和一个继此电压中间回路之后的逆变器,该逆变器在其输出端输出一个3相交流电压,并通过滤波装置与U型变流器的输出端相连,其中滤波装置各包括一个与输出端子串联的滤波扼流圈和一个从输出端子通向公共的电容器星形汇接点的滤波电容器。这样的U型变流器可以对直流系统进行如此有效地阻尼,即电容器星形汇接点通过由电容器和电阻形成的阻容节连入电压中间回路。
文档编号H02M5/40GK1213887SQ9811866
公开日1999年4月14日 申请日期1998年8月24日 优先权日1997年8月23日
发明者J·斯泰恩克, C·斯图尔兹 申请人:亚瑞亚·勃朗勃威力有限公司