專利名稱：具有受控電流源并且以單相模式連接的電力變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以單相模式連接的電力變換器。本發(fā)明更具體地應(yīng)用于具有受控電流源的電力變換器。
背景技術(shù)：
如已知的，電力變換器包括連接到網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)輸入相，例如如果以三相模式連接則為三個(gè)輸入相，或者如果以單相模式連接則為兩個(gè)輸入相。電力變換器包括連接到它的輸入相的、用于將由網(wǎng)絡(luò)提供的AC電壓變換成整流后的電壓的整流器級(jí)。該變換器還包括施加該整流后的電壓的電源總線，具有正電勢(shì)的第一電源線和負(fù)電勢(shì)的第二電源線，還包括總線電容器，連接在第一電源線和第二電源線之間并且用來(lái)保持總線上的DC電壓恒定。已知的實(shí)踐是將受控電流源串聯(lián)置于DC總線的第一或第二電源線上，位于總線電容器的上游。此電流源包括例如串聯(lián)連接的電感和電子變換器，所述電子變換器具有兩個(gè)并聯(lián)的開(kāi)關(guān)臂和電容器。電子變換器的開(kāi)關(guān)臂被控制以調(diào)制電子變換器的電容器的端子處的電壓，以便在每個(gè)時(shí)刻獲得電子變換器的端子處的確定的電壓，因而使得可以控制整流器級(jí)的輸出端處的電流(稱為整流器電流)并且對(duì)由網(wǎng)絡(luò)提供的輸入電流起作用。當(dāng)這樣的電力變換器以三相模式連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它的電子變換器以調(diào)制方式被控制在應(yīng)用于整流器級(jí)的所謂的連續(xù)的工作模式中，并且其中變換器的電容器的端子處的電壓必須一直滿足以下條件Vc 彡 max I Vr (t)-Vbus (t) | 其中 Vr (t) = Vred(t)以及 <Vbus> = <Vred>，其中-Vr(t)是理論上網(wǎng)絡(luò)的整流后的電壓。當(dāng)整流器級(jí)導(dǎo)電時(shí)，電壓t與真正的整流后的電壓Vral相同。-<Vbus>是總線的平均電壓，以及<Vred>是整流器級(jí)的輸出端處的平均電壓。因而，可以保證恒定的整流器電流。在此工作模式中，DC電源總線的電壓將是在整流器級(jí)的輸出端處施加的峰值電壓的95. 5%。另一方面，當(dāng)此電力變換器以單相模式連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，此連續(xù)的工作模式不可應(yīng)用，因?yàn)镈C電源總線的電壓那時(shí)為網(wǎng)絡(luò)的峰值電壓的63.7%。剛好此電壓電平不能用于控制電動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提出一種用于控制如上所述的以單相模式連接到網(wǎng)絡(luò)并且包括受控電流源的電力變換器。此目的是由電力變換器實(shí)現(xiàn)的，包括-整流器級(jí)，連接到網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)輸入相，該網(wǎng)絡(luò)傳送輸入電流并且應(yīng)用整流后的電壓，在該整流器級(jí)的輸出端處獲得電流，被稱為整流器電流，-DC電源總線，連接到該整流器級(jí)并且包括第一電源線和第二電源線，每條電源線施加電勢(shì)以便獲得DC電源總線上的電壓，
-總線電容器，連接到第一電源線和第二電源線，-受控電流源，位于第一電源線或第二電源線上，在總線電容器的上游，所述受控電流源包括電感和電子變換器，電子變換器包括電容器和兩個(gè)開(kāi)關(guān)臂，-控制裝置，用于控制該電子變換器的兩個(gè)開(kāi)關(guān)臂以調(diào)制該電容器的端子處的電壓，以便在每個(gè)時(shí)刻獲得該電子變換器的端子處的確定電壓，-該控制裝置被布置為通過(guò)交替開(kāi)關(guān)臂的調(diào)制階段與飽和階段來(lái)獲得整流器級(jí)的不連續(xù)的工作模式，在所述飽和階段中兩個(gè)開(kāi)關(guān)臂同時(shí)保持導(dǎo)電，所述飽和階段被施加確定的持續(xù)時(shí)間，以便將該電子變換器的電容器的端子處的電壓保持在該整流后的電壓和施加于DC電源總線的電壓之間的差的最大絕對(duì)值以下，并且增大施加于DC電源總線的電壓的平均值。根據(jù)特定的特征，該控制裝置被布置為實(shí)施調(diào)節(jié)環(huán)路，該調(diào)節(jié)環(huán)路用來(lái)確定電子變換器的開(kāi)關(guān)臂的控制。根據(jù)另一個(gè)特定特征，基于以下關(guān)系確定該飽和階段的持續(xù)時(shí)間
權(quán)利要求
1.一種電力變換器，包括-整流器級(jí)(1)，連接到網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)輸入相，該網(wǎng)絡(luò)傳送輸入電流(I6)并且應(yīng)用整流后的電壓(V》，在該整流器級(jí)的輸出端處獲得電流，被稱為整流器電流，-DC電源總線，連接到該整流器級(jí)(1)并且包括第一電源線(V+)和第二電源線(V-)， 每條電源線施加電勢(shì)以便獲得DC電源總線上的電壓(Vbus),-總線電容器(Cbus)，連接到第一電源線和第二電源線，-受控電流源，位于第一電源線或第二電源線上，在總線電容器(Cbus)的上游，所述受控電流源包括電感(L)和電子變換器O)，電子變換器包括電容器(Cl)和兩個(gè)開(kāi)關(guān)臂，-控制裝置(3)，用于控制該電子變換器O)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)臂以調(diào)制該電容器的端子處的電壓(Ve)，以便在每個(gè)時(shí)刻獲得該電子變換器(2)的端子處的確定的電壓(Vaux)，-其特征在于，該控制裝置C3)被布置為通過(guò)交替開(kāi)關(guān)臂的調(diào)制階段與飽和階段來(lái)獲得整流器級(jí)(1)的不連續(xù)的工作模式，在所述飽和階段中兩個(gè)開(kāi)關(guān)臂同時(shí)保持導(dǎo)電，所述飽和階段被施加確定的持續(xù)時(shí)間(β )，以便將該電子變換器( 的電容器(Cl)的端子處的電壓(V。)保持在該整流后的電壓(V》和施加于DC電源總線的電壓(Vbus)之間的差的最大絕對(duì)值以下，并且增大施加于DC電源總線的電壓(Vbus)的平均值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力變換器，其特征在于，所述控制裝置(3)被布置為實(shí)施用來(lái)確定電子變換器O)的開(kāi)關(guān)臂的控制的調(diào)節(jié)環(huán)路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力變換器，其特征在于，所述飽和階段的持續(xù)時(shí)間 (β)基于以下關(guān)系來(lái)確定θ =禾口 β = Ji/n-2 θiredm其中θ代表調(diào)制階段的持續(xù)時(shí)間，β代表飽和階段的持續(xù)時(shí)間，η對(duì)應(yīng)于電力變換器連接到的輸入相的數(shù)目，l·是在DC電源總線上在總線電容器的下游流動(dòng)的電流，Iralffl對(duì)應(yīng)于峰值整流器電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力變換器，其特征在于，當(dāng)θ< ^時(shí)，獲得所述不連續(xù)的工2·η作模式。
5.一種變速驅(qū)動(dòng)器，包括逆變器級(jí)，具有用來(lái)將DC電壓轉(zhuǎn)換成用來(lái)為電負(fù)載供電的可變電壓的開(kāi)關(guān)臂，其特征在于，它在它的逆變器級(jí)的上游包括如權(quán)利要求1到4中的一個(gè)定義的電力變換器。
全文摘要
本發(fā)明涉及在諸如例如變速驅(qū)動(dòng)器之類的電力變換器中實(shí)施的控制方法。此控制方法被設(shè)計(jì)為當(dāng)電力變換器以單相模式連接到網(wǎng)絡(luò)時(shí)使得電力變換器工作。該電力變換器特別地包括串聯(lián)連接到它的DC電源總線的受控電流源。此受控電流源包括具有兩個(gè)受控開(kāi)關(guān)臂的電子變換器(2)。該開(kāi)關(guān)臂通過(guò)交替調(diào)制階段與飽和階段來(lái)控制，所述飽和階段被施加確定的持續(xù)時(shí)間(β)以便使得電力變換器工作在不連續(xù)的模式。
文檔編號(hào)H02M7/04GK102480234SQ201110365129
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者A.維德特, H.鮑爾哈茨 申請(qǐng)人:施耐德東芝換流器歐洲公司