CN106787649A - 一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法及装置，该方法包括：将逆变器的三相母线分开，主功率输入在远端连接；在逆变器每相中直接串入电感或磁环。本发明将逆变器的三相母线分开，每相中串入电感或磁环，解决了三相耦合问题，同时抑制谐振，完成了对母线电容纹波电流的抑制。

Description

一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法及装置

技术领域

本发明涉及母线电容的纹波电流抑制领域，尤其涉及一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法及装置。

背景技术

在一个三相逆变器系统中，由于两个方面的原因导致母线电容的纹波电流过大：一、三相的互相作用，功率管的开关时刻不同，导致三相互相耦合；二、系统内杂散电感和母线电容产生的谐振。图1和图2为传统两电平逆变器结构示意图；这种结构存在如下缺点：一、三相的母线直接相连，电流互相耦合。由于功率输入点唯一，在最靠近输入的地方，母线电容的纹波电流最大：如图1所示，假设功率从A相输入，延伸到B,C两相，那么A相上的电容不仅承受了A相逆变器的纹波电流，同时还承受了B,C两相的纹波电流。由于电流分配不均，导致A相电容的纹波电流超标；二、如图2所示，如果正母线从A进，负母线从C出，由于A,C两相之间的空间距离较大，导致环路面积过大，对EMC造成不利影响。三、三个逆变单元的内部分布参数，如杂散电感，分布电容等差异，导致在开关周期产生谐振。

发明内容

本发明的目的在于通过一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法及装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法，其包括如下步骤：

S101、将逆变器的三相母线分开，主功率输入在远端连接；

S102、在逆变器每相中直接串入电感或磁环。

特别地，所述步骤S102还包括：所述电感或磁环只装在逆变器的正母线或者负母线上。

特别地，所述步骤S102还包括：所述电感或磁环同时装在逆变器的正母线和负母线上。

特别地，所述步骤S102进一步包括：当逆变器为三电平逆变器时，所述电感或磁环装在所述三电平逆变器的正负母线及N线上。

基于上述抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法，本发明还公开了一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的装置，其包括逆变器；所述逆变器的三相母线分开，主功率输入在远端连接；所述逆变器每相中直接串入有电感或磁环。

特别地，所述逆变器只在正母线或者负母线上装有电感或磁环。

特别地，所述逆变器的正负母线上同时装有电感或磁环。

特别地，所述逆变器为三电平逆变器，该三电平逆变器的正负母线及N线上装有电感或磁环。

本发明提出的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法及装置将逆变器的三相母线完全分开，每相中串入电感或磁环，解决了三相耦合问题，同时抑制谐振，完成了对母线电容纹波电流的抑制。

附图说明

图1为传统两电平逆变器结构示意图；

图2为传统两电平逆变器结构示意图；

图3为本发明提供的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法流程图；

图4为本发明提供的每相串入电感的两电平逆变器示意图；

图5为本发明提供的每相装上磁环的两电平逆变器示意图；

图6为本发明提供的正负母线均串入电感的两电平逆变器示意图；

图7为本发明提供的正负母线均装上磁环的两电平逆变器示意图；

图8为本发明提供的负母线均串入电感的两电平逆变器示意图；

图9为本发明提供的负母线均装上磁环的两电平逆变器示意图；

图10为本发明提供的正负母线均串入电感的I型三电平逆变器示意图；

图11为本发明提供的正负母线均装上磁环的I型三电平逆变器示意图；

图12为本发明提供的负母线均串入电感的T型三电平逆变器示意图；

图13为本发明提供的负母线均装上磁环的T型三电平逆变器示意图；

图14为本发明提供的正、负母线及N线均串入电感的T型三电平逆变器示意图；

图15为本发明提供的正、负母线及N线均装入磁环的T型三电平逆变器示意图；

图16为本发明提供的正、负母线及N线均串入电感的I型三电平逆变器示意图；

图17为本发明提供的正、负母线及N线均装入磁环的I型三电平逆变器示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图3所示，图3为本发明提供的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法流程图。

本实施例中抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法具体包括如下步骤：

S101、将逆变器的三相母线分开，主功率输入在远端连接；这样一来，三相分担不同的纹波电流，减小三相耦合。

S102、在逆变器每相中直接串入电感或磁环；从而进一步解耦，抑制谐振。其中，所述电感或磁环可以只装在逆变器的正母线或者负母线上，也可以同时装在逆变器的正负母线上，或者当逆变器为三电平逆变器时，电感或磁环装在三电平逆变器的正负母线及N线上。

基于上述抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法，本实施例还公开了一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的装置，该装置包括逆变器；所述逆变器的三相母线分开，主功率输入在远端连接；所述逆变器每相中直接串入有电感或磁环。

具体应用时，如图4所示，图4为每相串入电感的两电平逆变器示意图；在每相中直接串入电感，优点是效果好，缺点是成本高。如图5所示，图5为本发明提供的每相装上磁环的两电平逆变器示意图。在母线上套磁环，根据实际情况的需要，调整磁环的材料和数量，满足使用要求，优点是成本低，缺点是效果弱一点。其中，图4中401指电感，图5中501指磁环。图6-至图17中电感或磁环不再作一一标示。

考虑实际的应用情况，在本实施例中，所述逆变器可以只在正母线或者负母线上装电感或磁环，也可以在正负母线上均安装电感或磁环，或者当逆变器为三电平逆变器时，在三电平逆变器的正负母线及N线上均装上电感或磁环。

如图6所示，图6为本发明提供的正负母线均串入电感的两电平逆变器示意图。图7为本发明提供的正负母线均装上磁环的两电平逆变器示意图。

图8为本发明提供的负母线均串入电感的两电平逆变器示意图；图9为本发明提供的负母线均装上磁环的两电平逆变器示意图。需要说明的是，根据现场的应用环境，也可以配置成正母线加电感，负母线套磁环，或者正母线套磁环，负母线加电感的方式，可以根据实际情况，灵活配置。

对于三电平逆变器，无论是T型还是I型逆变器，可以在正负母线上分别加装电感和磁环，接线方式如下：如图10所示，图10为本发明提供的正负母线均串入电感的I型三电平逆变器示意图；图11为本发明提供的正负母线均装上磁环的I型三电平逆变器示意图。图12为本发明提供的负母线均串入电感的T型三电平逆变器示意图；图13为本发明提供的负母线均装上磁环的T型三电平逆变器示意图。

在应用过程中，可以根据实际情况，选择合适的结构方式，配以合适的参数，满足不同的需求。本发明对于不同类型拓扑的逆变器，特别是没有在这里说明的逆变器，同样适用。

相应地，三电平逆变器除了正负母线加磁环，也可以在N线(中线)套磁环或者加电感，其对应的接线方式如下：如图14所示，图14为本发明提供的正、负母线及N线均串入电感的T型三电平逆变器示意图；图15为本发明提供的正、负母线及N线均装入磁环的T型三电平逆变器示意图。图16为本发明提供的正、负母线及N线均串入电感的I型三电平逆变器示意图；图17为本发明提供的正、负母线及N线均装入磁环的I型三电平逆变器示意图。值得一提的是，对于三电平逆变器，也可以根据现场的应用环境，配置成正负母线加电感，N线套磁环，或者正母线套磁环，N线加电感的方式，以及三相之间进行电感和磁环不一致等参数的调整，进行灵活配置。在本实施例中，正母线加电感，或负母线加电感，或N线加电感，或正负母线加电感，或正负母线及N线加电感等所有可能的组合，都可以进行选择，均能达到印制抑制逆变器直流母线电容纹波电流的目的。

本发明的技术方案将逆变器的三相母线完全分开，每相中串入电感或磁环，解决了三相耦合问题，同时抑制谐振，完成了对母线电容纹波电流的抑制。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101、将逆变器的三相母线分开，主功率输入在远端连接；

S102、在逆变器每相中直接串入电感或磁环。

2.根据权利要求1所述的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法，其特征在于，所述步骤S102还包括：所述电感或磁环只装在逆变器的正母线或者负母线上。

3.根据权利要求1所述的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法，其特征在于，所述步骤S102还包括：所述电感或磁环装同时装在逆变器的正母线和负母线上。

4.根据权利要求1所述的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的方法，其特征在于，所述步骤S102进一步包括：当逆变器为三电平逆变器时，所述电感或磁环装在所述三电平逆变器的正负母线及N线上。

5.一种抑制逆变器直流母线电容纹波电流的装置，其特征在于，包括逆变器；所述逆变器的三相母线分开，主功率输入在远端连接；所述逆变器每相中直接串入有电感或磁环。

6.根据权利要求5所述的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的装置，其特征在于，所述逆变器只在正母线或者负母线上装有电感或磁环。

7.根据权利要求5所述的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的装置，其特征在于，所述逆变器的正负母线上同时装有电感或磁环。

8.根据权利要求5所述的抑制逆变器直流母线电容纹波电流的装置，其特征在于，所述逆变器为三电平逆变器，该三电平逆变器的正负母线及N线上装有电感或磁环。