变桥臂转换器的制造方法_2

文档序号:9713870阅读:来源:国知局
,所述控制器被配置为在预定激活点处将所述一个分支部分接入电路,所 述预定激活点在其中在所述AC端子处的所述电压波形过零的操作周期内的点处或者邻近 其中在所述AC端子处的所述电压波形过零的操作周期内的点处。
[0033] 具有在操作周期内的运样的点处或者邻近操作周期内的运样的点的预定激活点 有助于相电流从一个转换器分支到另一个转换器分支的切换(例如在多相变桥臂转换器布 置中),W及允许某个第二控制实现。
[0034] 优选地,所述重叠时段W所述激活点为中屯、。运样的布置有助于确保给定的分支 部分在相对半周期期间必须导电的程度在第一分支部分与第二分支部分之间被等同地共 享,因此,其各个配置和额定电压也可W是基本相同的。
[0035] 在本发明的又一个优选实施例中,每个分支部分中的所述导向开关或每个导向开 关为先合后断开关或者包括先合后断开关。
[0036] 包含在每个分支部分中的一个或多个运样的导向开关容易地允许其中第一和第 二分支部分彼此串联连接的电流循环路径形成,因此,容易地有利于在第一分支部分与第 二分支部分之间的上述能量转移。
[0037] 在所述电流循环路径形成期间,所述控制器还可W被配置为通过所述电流循环路 径使直流电流循环,W在至少一个所述链式转换器与所述DC网络之间转移能量。
[0038] 直流电流(除上述的交流电流之外)通过电流循环路径循环还允许控制器安排在 给定的转换器分支的第一分支部分与第二分支部分两者之间与DC网络进行能量交换。提供 运样的交换的能力是有益的,因为其允许控制器修正在给定的转换器分支中的两个链式转 换器两端的总电压、叠加电压的相对于预定参考电压的偏移,即其有助于控制器确保在给 定的转换器分支的链式转换器中的储能装置(例如电容器)中的每一个的两端的平均电压 约等于参考值。
[0039] 根据本发明的第二方面,提供一种控制变桥臂转换器的方法,所述变桥臂转换器 包括至少一个转换器分支,具有用于在使用中连接到DC网络的第一 DC端子和第二DC端子W 及用于在使用中连接到AC网络的AC端子,所述转换器分支或每个转换器分支限定第一分支 部分和第二分支部分,每个分支部分包括与在各个所述第一 DC端子和所述第二DC端子中的 一个与所述AC端子之间的链式转换器串联连接的至少一个导向开关,所述链式转换器是可 操作的,W在所述AC端子处产生电压波形,并且所述第一分支部分和所述第二分支部分的 所述导向开关是可操作的,W将所述各个链式转换器接入在所述各个DC端子与所述AC端子 之间的电路W及将所述各个链式转换器从在所述各个DC端子与所述AC端子之间的电路断 开,所述方法包括W下步骤:
[0040] (a)将两个分支部分同时接入电路,W形成包括每个分支部分和所述DC网络的电 流循环路径;W及
[0041] (b)在所述电流循环路径形成期间强制交流电流通过所述电流循环路径流动,W 在一个分支部分的所述链式转换器与另一个分支部分的所述链式转换器之间转移能量。
[0042] 本发明的方法也具有与对应的本发明的变桥臂转换器的特性相关的优点。
【附图说明】
[0043] 现参照附图,通过非限制性示例的方式在下面对本发明的优选实施例做出简要说 明,其中:
[0044] 图1显示传统的变桥臂转换器的示意图;
[0045] 图2(a)示出图1所示的变桥臂转换器内的单个转换器分支的第一操作模式;
[0046] 图2(b)示出图2(a)所示的单个转换器分支的第二操作模式;
[0047] 图3(a)显示在正常操作期间图1所示的变桥臂转换器的各个分支部分之间的能量 平衡的示意图;
[004引图3(b)显示经过一段时间的异常操作图1所示的变桥臂转换器的各个分支部分之 间的能量不平衡的示意图;
[0049] 图4显示根据本发明的第一实施例的变桥臂转换器的示意图;
[0050] 图5示出在操作周期期间在图4所示的变桥臂转换器的每个分支部分中产生的电 压;
[0051] 图6显示在电流循环路径形成期间图4所示的变桥臂转换器的操作的第一方面的 示意图;
[0052] 图7(a)到图7(d)示出强制交流电流通过图6所示的电流循环路径流动对存储在图 4所示的变桥臂转换器的每个分支部分中的能量的影响;
[0053] 图8示出在图4所示的变桥臂转换器的操作周期期间电流循环路径形成发生的时 间;
[0054] 图9显示在电流循环路径形成期间图4所示的变桥臂转换器的操作的第二方面的 示意图;W及
[0055] 图10示出具有(i)强制交流电流通过电流循环路径流动W及(ii)还通过电流循环 路径使直流电流循环的控制器的效果。
【具体实施方式】
[0056] 根据本发明的第一实施例的变桥臂转换器总体用附图标记50标识。
[0057] 变桥臂转换器50包括转换器分支52,其具有在使用中连接到DC网络58的第一 DC端 子54和第二DC端子56, W及在使用中连接到AC网络62的AC端子60。在本发明的其他实施例 (未示出)中,变桥臂转换器50可包括不止一个转换器分支,并且具体地可包括=个转换器 分支,其每一个与给定的对应的AC网络的相相关联。
[005引转换器分支52限定第一分支部分64和第二分支部分66。第一分支部分64包括第一 导向开关68,其在第一 DC端子54与AC端子60之间与第一链式转换器70串联连接;而第二分 支部分66包括第二导向开关72,其与第二链式转换器74串联连接。
[0059] 第一链式转换器70和第二链式转换器74中的每一个由多个模块(未示出)组成,其 每一个包括与储能装置并联设置的各个开关元件,W提供可切换的电压源。因此,每个链式 转换器70、74能够在AC端子60处产生电压波形。
[0060] 第一导向开关68和第二导向开关72中的每一个包括先合后断开关,其是可操作 的,W将对应的第一链式转换器70或第二链式转换器74接入在各个DC端子54、56与AC端子 60之间的电路W及将对应的第一链式转换器70或第二链式转换器74从在各个DC端子54、56 与AC端子60之间的电路断开。
[0061] 变桥臂转换器50还包括控制器90,其被配置为在转换器50的操作周期76期间选择 性地控制第一导向开关68和第二导向开关72的切换。
[0062] 在使用中,控制器90切换导向开关68、72, W允许交流电流通过第一分支部分64和 第二分支部分66中的一个或另一个流动。在运样的变桥臂转换器50的操作期间,给定的分 支部分64、66中的链式转换器70、74(其中选择性地允许交流电流流动)产生电压r、F,其在 AC端子60处产生转换器电压V',即如图5所示。
[0063] 控制器90被配置为在操作周期76的重叠时段78期间将两个分支部分64、66同时接 入电路,W形成包括每个分支部分64、66和DC网络58的电流循环路径80,如图6示意性所示。
[0064] 在电流循环路径80形成期间(即在重叠时段78期间),控制器90强制交流电流Imnd 通过电流循环路径80流动。
[0065] 更具体地,控制器90强制交流电流ImDdW零平均波形形状(即关于零电流轴对称的 波形形状)通过电流循环路径80流动。
[0066] 优选的交流电流ImDd波形形状为方波,如图7(b)所示。然而,在本发明的其他实施 例中,零平均波形形状可W是正弦曲线、银齿形或梯形。
[0067] 控制器90通过控制第一链式转换器70和第二链式转换器74中的每一个来强制运 样的交流电流Imod流动,W在对应的第一电感构件82或第二电感构件84(例如第一或第二电 感器)两端产生差分电压Vs+、Vs^,链式转换器70、74还在对应的第一分支部分64或第二分支 部分66内与对应的第一电感构件82或第二电感构件84串联连接,如图4示意性所示。
[0068] 在本发明的其他实施例中,控制器90可W通过仅控制第一链式转换器70或第二链 式转换器74中的一个来强制运样的电流流动,W仅在一个对应的电感构件两端产生差分电 压。
[0069] 方波交流电流Imod(如图7(b)所示)在重叠时段78期间与在每个分支部分64、66内 产生的电压V0ver+、V0ver-(如图7(a)所示)结合,?修改在每个分支部分64、66中产生的电力 P〇ver+、P〇ver-(如图7(C)所示),并进而影响存储在每个分支部分64、66的链式转换器70、74中 的能量E+、E^如图7(d)所示)。
[0070] 强制通过电流循环路径80流动的交流电流ImDd对在每个分支部分64、66中产生的 电力P0ver+、P0ver-具有相等但相反效果,如图7(C)所示。
[0071] 此外,如图7(d)清晰所示,在重叠时段78的结束时存储在第一分支部分64中的能 量r少于在重叠时段78的开始时存储的能量r,并且相应地,在重叠时段78的结束时存储在 第二分支部分66中的能量6^多于在重叠时段78的开始时存储的能量6^
[0072] 在前述方式中,使控制器90在重叠时段78期间(即在第一分支部分64与第二分支 部分66之间的电流循环路径80形成期间
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