且在其输出端连接至电网，
[0051] -在电气装备既能够以电源装置运行又能够以充电装置运行的情况下，其适用于 双向地转换DC电压与频率为f0的AC电压。
[0052] 第二变换器可以包含开关稳压系统和低通滤波器，该开关稳压系统仅在频率为fO 的AC电压正向交替期间连接电网和第二线圈，该低通滤波器适用于至少部分地滤波频率 为f〇的电压。
[0053] 该第二变换器使提供适用于将电网连接至频率为fO的AC变换电压的电气装备的 电路成为可能。
[0054] 本发明还涉及电气设备，其包括：
[0055] -电气装备，譬如基于可再生能源的发电机或者能源存储系统，和
[0056] -电气变压器电路，其连接至电气装备，用于将电气装备连接至电网，
[0057] 该电路是根据本发明的电路。
[0058] 该设备的有益效果由根据本发明的电路提供。
【附图说明】
[0059] 在阅读实例实施例的描述的基础上，本发明将得到更好的理解，该实例实施例仅 用作信息性和非限制性目的，其参考了附图，其中：
[0060] 图1图解地示出了根据现有技术的实例电气变压器电路，其用于将电气装备连接 至电网，
[0061] 图2图解地示出了根据本发明的电气变压器电路，其将电气装备连接至电网，
[0062] 图3示出了根据本发明的电路的变压器级的运行框图，
[0063] 图4A、图4B和图4C示出了电气变压器电路的运行电压的实例；图4A示出了为电 气装备供电的第一变换器的输入端的电流，图4B更具体地示出了对应于电气装备的变压 器级处的电流和电压，并且图4C示出了对应于电网的变压器级的电流和电压，
[0064] 图5示出了图2的电路的图解实例实施例，
[0065] 图6图解地示出了图2的电路的替代方案，其中电路是DC电路，
[0066] 图7图解地示出了用于装备了图2中示出的电路的第二变换器的AC配置。
[0067] 各附图中同样的、类似的、或者等同的部件被赋予相同的附图标记，用来便于从一 张附图过渡至下一张附图。
[0068] 不同的可能性（替代方案和实施例）应理解为非相互排斥的，并且可以彼此组合。
【具体实施方式】
[0069] 图2图解地示出了电气变压器电路1，其将电气装备2，譬如可再生能源发电机或 者能源存储系统，连接至电网3。
[0070] 该电气变压器电路1包括：
[0071] -第一电压变换器10,其适用于将电气装备2连接至以频率为fO的AC电压运行 的电路1的一部分，
[0072] -变压器20,其连接至第一电压变换器10,并且被配置用来在电气装备2的电压 与电网3的电压之间执行幅值调节，所述变压器20包括连接至第一变换器10的第一线圈 L1，和磁耦合至第一线圈L1的第二线圈L2,以及分别连接至第一和第二线圈L1，L2的第一 和第二电容Cl，C2,用来与相应的线圈一起构成谐振频率为fO的电路，
[0073] -第二变换器30，其连接至第二线圈L2和电网3，并且被配置用来将所述第二线圈 L2连接至电网3。
[0074] 为示出电路1的电压和流经该电路1的电流的不同测量位置，图2中示出的电路 示出了安培表1I，12, lac和电压表U1，U2。
[0075] 在图2中，电气装备2是DC电压源，其电压被标注为Vdc。当然，在不超出本发明 范围的情况下，图2中示出的电路可以是双向的，电气装备2还可以是充电装置或者电源和 充电装置依次变换。
[0076] 第一变换器10包括第一电容Cbus，其平行于电气装备2布置，用来滤除第一变换 器10转换产生的干扰。第一变换器10还包括开关电路，其包含四个开关S1，S2, S3, S4,用 来允许在电气装备2的DC电压与变压器20的频率为f0的AC电压之间进行调节。为此， 开关对S1/S2和S3/S4以频率f0交替开路，用来在电气装备2与变压器20之间交替连接 的极性。开关S1至S4的该指令是传统获得DC电压向AC电压进行转换，或者AC电压向DC 电压进行转换，或者双向转换DC电压-AC电压的方式。
[0077] 变压器20通过在电气装备2的电压与电网3的电压之间提供幅值调节，使其充当 第一与第二变换器1〇,30之间的接口成为可能。为优化电路1的性能，而同时保障电气装 备与电网之间的良好的电隔离，变压器是弱耦合变压器，即，第一线圈与第二线圈之间的磁 耦合小于〇. 7,并且可以接近或者甚至小于0. 5,并且第一和第二线圈每个均与相应的电容 相连接，用来构成谐振频率为f〇的电路。
[0078] 该弱耦合变压器20能够通过使用空心变压器来获得，即在两个线圈之间不包括 磁芯。因此，第一与第二线圈Ll，L2之间的耦合以"空气"实现，因为磁芯由空的空间所取 代。
[0079] 变压器20的运行原理在图3中示出。事实上，第一线圈L1与第一电容C1构成第 一谐振电路，并且第二线圈L2与第二电容C2构成第二谐振电路，这两个谐振电路具有谐振 频率f0。这两个电路因此必须满足以下的方程：
[0080]
[0081] 其中f0是谐振频率，ω。是谐振脉冲，Ll，L2分别是第一和第二线圈Ll，L2的电 感，以及Cl，C2分别是第一和第二电容的电容。
[0082] 因此，在电压U1和电流II和12之间可以推导得出以下关系：
[0083]
[0084]
[0085] 结果可以看到，变压器以幅值为12的电流源的形式运行，其由U1控制。
[0086] 该电路是对称的，可以从关系（1)推导得出电压U2与电流II和12之间的以下关 系：
[0087]
[0088]
[0089]
[0090] 以这样的方式，作为电流源的变压器运行是可逆的。在对U1/I1和U2/I2是同相 的、即具有电阻偶极特性的配置中，通过U2控制II并且通过U1控制12是可行的。
[0091] 同样值得注意的是，弱耦合使限制关于电流II和12的正弦特性的约束成为可能。 因此，限制用于第一和第二变换器10, 30的变换级成为可能。
[0092] 第二线圈L2连接至第二变换器30。第二变换器，用来允许第二线圈连接至电网 3,包括四个开关S5, S6, S7, S8和与开关S5, S6, S7, S8并联安装的两个电容Cpos，Cneg。
[0093] 布置第二变换器30的开关S5, S6, S7, S8,使得当开关S5, S7闭合并且开关S6, S8 断开时，允许第二线圈L2连接电网3,并且当开关S5, S7断开并且开关S6, S8闭合时，允许 电网3与第二线圈L2隔离。
[0094] 为获得该布置，通过开关S5和S7与两个电容Cpos，Cneg并联布置的方式，第二线 圈L2连接至电网。开关S6, S8连接第二线圈L2的两个端子，用来将其短路。在图2中示 出的配置中，无需对电路1的运行必须地，开关S8, S6共用的端子连接至电容Cneg，Cpos之 间共用的端子。
[0095] 开关单元S5/S6和S8/S7首尾相连。如果这些开关单元S5/S6和S8/S7被极化， 则其负端子彼此连接或者其正端子彼此连接。
[0096] 电网3连接至开关S5, S7,并且经过电感Lac连接至电容Cneg、Cpos，用来滤波第 二变换器30提供的变换的剩余频率fO的部分噪声。Lac位置的选择不是限定的；其可以位 于S7与电网之间，或者分为首先将S5连接至电网3并随后将S7连接至电网的两个电感。
[0097] 开关S5, S6, S7, S8的指令独立于电网电压和第二线圈L2中电流的状态，即第二 变换器以开环形式运行。
[0098] 因此，开关S5, S6, S7, S8构成开关稳压系统，其适用于为第二线圈L2提供基频为 f〇并且正比于源自低通滤波器的电网电压的AC电压，所述开关稳压系统的指令独立于电 网3和电气装备2的电压的状态。
[0099] 以这种方式，对于周期^ = & 开关S5, S6, S7, S8的指令总结如下：
[0100] -对于0 < t < 1/2T，S5和S7闭合并且S6和S8断开，
[0101] -对于1/2T < t < T，S5和S7断开并且S6和S8闭合。
[0102] 因此，在该配置中，S5和S7闭合并且S6和S8断开，并且考虑前述的变压器20的 方程（2)至（7)，特别是方程（7)，其可以推导出：
[0103]
[0104] 电压Vac(t)能够如下写为Vac(t) = Vac · sin(c〇2 · t)，方程（8)可以写为：
[0105]
[0106] 以这样的方式，变压器20作为提供电流II的电流源运行，其幅值正比于具有调制 频率f〇的Vac。其是后文在图4A中示出的电流。
[0107] 带有第