[发明专利]用于从三相交流电压源中给电储能器充电的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从三相交流电压源中给电储能器充电的装置。此外，本发明还涉及一种用于从三相交流电压源中给电储能器充电的方法。

背景技术

一种公知的用于给电池进行三相充电的装置包括：连接到三相交流电压源上的有源B6电桥，其用于实现无功电流补偿或功率因数校正设备（英语：Power Factor Correction，功率因数校正）；以及连接到其上的降压变换器。另一B6电桥被连接到降压变换器上。

DE 195 235 76 A1描述了一种交流电压-直流电压电源部分以及一种用于在高压系统中将交流电压转换成直流电压的方法。那里描述的交流电压-直流电压电源部分包括半导体开关，该半导体开关在回流转换器（Rücklaufwandler）的低压侧具有比高压侧的半导体开关更低的击穿电压。较低的击穿电压可以借助于分路调节器来实现，该分路调节器调节低压开关侧的端电压。

发明内容

根据第一方面，本发明实现一种用于从三相交流电压源中给电储能器充电的装置，该装置具有：

-与交流电压源电连接的转换器设备，其具有三个半桥，所述半桥分别具有两个串联的开关，其中在半桥之一的两个开关的连接点与交流电压源的各一个相之间电连接有各一个电感；以及

-与转换器设备的中间电路电容器电连接的降压变换器设备，其中降压变换器设备的开关在装置的充电运行中以时钟控制的方式被切换，并且在转换器设备的常规运行中被断开；以及

-在转换器设备的常规运行中能跨接降压变换器设备所借助的开关；

-其中借助于控制设备根据交流电压源的相电压和流经电感的电流，降压变换器设备的开关和转换器设备的半桥的开关能被切换为使得从用于对电储能器进行充电的交流电压源提取的用于电储能器的充电电流被构造为使得交流电压源的每个相电流都基本上为正弦形的，其中所述相电流与交流电压源的相应的相电压基本上同相。

根据第二方面，利用本发明提供一种用于从三相交流电压源中对电储能器进行充电的方法，该方法包括下列步骤：

-在需要时借助于转换器设备将交流电压源的所有电压相升高为使得转换器设备的中间电路的电压水平高于电储能器的电压水平，其中转换器设备的开关被操作为使得交流电压源的相电流基本上为正弦形，并且其中交流电压源的相电流与交流电压源的相电压基本上同相；以及

-借助于时钟控制地操作与转换器设备的电容器电连接的降压变换器设备来为电储能器生成充电电流。

根据本发明的装置的优选改进方案是从属权利要求的主题。

本发明的一个优选实施方式的特征在于，交流电压源的相电流在转换器设备的充电运行中被构造为使得对与转换器设备连接的电机不施加转矩。这所提供的优点是，在充分利用克拉克变换形式的数学方法的情况下可以有利地调整所连接的电动机在充电运行中的电流。

根据本发明的装置的另一优选实施方式的特点在于，降压变换器设备的开关是单向导通半导体开关，该半导体开关仅在朝向储能器的方向上允许电流通过。因此，有利地支持电池的效率高的充电运行。

根据本发明的装置的另一优选实施方式的特征在于，降压变换器设备的开关在转换器设备的充电运行中以脉宽调制方式被时钟控制。有利地可以以这种方式借助于被证明的时钟控制方法来调整充电电流。

根据本发明的装置的另一优选实施方式的特点在于，跨接降压变换器设备的开关是接触器或半导体开关。由此有利地为所述开关提供选择可能性。

根据本发明的装置的另一优选实施方式的特点在于，将转换器设备的中间电路电容器构造成电流调整器设备的中间存储器。由此，有利地得出电容器的节省，因为转换器设备的电容器改善地也被充分利用用于充电运行。

根据本发明的方法的一个有利的改进方案的特点在于，降压变换器设备的开关的占空比（Taktverh?ltnis）是根据电储能器的充电状态的需求来构造的。有利地可以以这种方式根据需求来确定电储能器的充电电流的大小。

根据本发明的方法的另一有利的改进方案的特点在于，降压变换器设备的开关仅仅在电储能器的充电运行中被操作，其中开关在转换器设备的常规运行中被断开，并且其中降压变换器设备借助于开关被跨接。有利地由此得出降压变换器设备在常规运行中的脱离，其中对于转换器设备，降压变换器设备被跨接。

发明优点