[发明专利]电力变换器及其集成DC扼流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力变换器其集成DC扼流器。

背景技术

诸如电机驱动器的电力变换系统一般接收AC输入功率，AC输入功率被变换为内部DC，随后内部DC被变换为AC输出功率以驱动电机或者其它负载。电流源变换器型电机驱动器包括整流器，整流器对来自单相或者多相AC输入源的输入AC功率进行变换，以向DC母线（DC link）电路提供DC电流。逆变器将DC母线电流变换为单相或者多相AC输出功率以驱动电机负载。这种电力变换系统可能遭受差模和共模电压和电流两者，这可能导致包括电力变换系统和/或电机负载的劣化的多种问题。例如，电机易受由于在电机引线上出现过量的共模电压而导致的损坏或者性能劣化影响。许多中压电机驱动器利用有源前端(AFE)整流器，以使用特殊整流器开关模式以及DC母线感应器或者扼流器使线路侧谐波最小化，来控制对电机绕组绝缘有害的共模电压应力。即使通过长电缆连接，这些技术也有利地减轻了对输入和/或输出变压器的需要，从而几乎不对电机绕组造成电压应力，同时节约了总体安装成本、大小和重量。因此，中压驱动器成为了优于低压驱动器的选择，低压驱动器一般不提供有源前端开关并因此需要变压器。在需要提高驱动能力的情形中，也希望无变压器操作的益处。

发明内容

现在，对本公开的各个方面进行概括，以方便对本公开的基本理解，其中，本发明内容不是对本公开的广泛综述，其既不旨在确定本公开的某些要素，也不界定其范围。相反，本发明内容的主要目的是在下文中要呈现的更详细的描述之前，以简化的形式呈现本公开的一些概念。

本公开提供电力变换装置和技术，使用这些电力变换装置和技术，可以在控制并且减轻对电机或者其它类型的AC负载的共模电压应力的同时，将无变压器电机驱动技术的好处应用于希望提高驱动能力的情形。另外，与并联连接的独立电机驱动器或者电力变换器相比，本发明的技术有利地减少了单个电力变换系统的大小、重量和成本。

提供了一种电力变换系统，其包括两个或更多个整流器和相应的逆变器，整流器输入彼此耦接，并且逆变器输出彼此耦接。设置了单个扼流器，该单个扼流器包括：耦接在第一整流器DC输出和第一逆变器DC输入之间的一个或更多个线圈，；以及耦接在第二整流器DC输出和第二逆变器DC输入之间的一个或更多个其它线圈。在某些实施例中，整流器、逆变器和单个扼流器位于单个壳体内。此外，在某些实施例中，扼流器包括：第一对线圈，其耦接在第一整流器DC输出和第一逆变器DC输入之间；以及第二对线圈，其耦接在第二整流器DC输出和第二逆变器DC输入之间。在某些实施例中，整流器包括耦接在AC输入和DC输出节点之间的开关装置，并且一个或更多个控制器对第一和第二整流器的装置提供同步的开关控制信号。此外，在某些实施例中，针对第一和第二整流器的开关控制信号的相位彼此移位。

附图说明

下面的描述和附图详细叙述了本公开的某些说明性实施方式，这些说明性实施方式指示可以实施本公开的各个原理的几个示例性方式。然而，所示出的示例并非穷举本公开的许多可能的实施例。当结合附图考虑时，将在下面的详细描述中叙述本公开的其它目的、优点和新颖特征，在附图中：

图1是示出根据本公开的一个或更多个方面的具有与单个共模扼流器耦接的多个整流器和逆变器的并联电流源电机驱动器的示意图；

图2是示出根据本公开的具有与具有四个绕组的共模扼流器耦接的两个整流器和两个逆变器的示例性并联电流源电机驱动器的详细示意图；

图3是示出图1和2的共模扼流器的具有在垂直铁芯（core）支腿之间延伸的单个分流器的层叠DC母线扼流器铁芯结构的正面立体图；

图4是示出图2的并联电流源电机驱动器中的具有位于垂直铁芯支腿上的第一、第二、第三和第四绕组以及相应的连接的示例性DC母线扼流器的简化正视图；

图5是示出根据本公开的具有使用单个DC母线扼流器与三个相应的逆变器耦接的三个整流器的示例性并联电机驱动器的示意图；以及

图6是示出具有六个绕组供在图5的并联电流源电机驱动器中使用的另一示例性DC母线扼流器的简化正视图。

具体实施方式

现在参考附图，下文中，结合附图描述几个实施例或者实施方式，其中，在全文中使用相同的附图标记指示相同的元件，并且其中，不一定按比例绘制各个特征。