CN112491254A - 一种降低输入工频纹波的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低输入工频纹波的方法，包括以下步骤：(1)设置电网输入系统，其中，电网逆变系统包括编号1～n的输入电源、编号A1～An的A区变换器、编号B1～Bn的B区变换器，每个输入电源与对应编号的A区变换器、B区变换器之间连接分别连接有对应编号的A区DC输入线路、B区DC输入线路构成对应的DC‑DC变换电路；(2)接入电网逆变系统，其中，电网逆变系统包括A区逆变器、B区逆变器，所有A区变换器的输出端并联后接入A区逆变器，所有B区变换器的输出端并联后接入B区逆变器，A区逆变器的输出端接入A区电网，B区逆变器的输出端接入B区电网；(3)A区电网、B区电网接入电路负载，输入电源通电运行。

Description

一种降低输入工频纹波的方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体是一种降低输入工频纹波的方法。
背景技术
为了更灵活的适用不同功率的直流电源老化，一般每路DC输入的功率较小，这样可以同时老化更多台小功率直流电源，当需要老化大功率直流电源时，则将多路DC输入并联，增大输入功率，保障直流电源满功率老化。在应用的过程中，DC输入均有工频纹波，因为多路DC输入并联应用，输入功率更大，因而工频纹波更大。过大的纹波电流将导致直流电源在老化过程中触发过压、过流或过功率保护，无法保障正常的老化，影响产品生产。本发明提出逆变器交错的方法，有效的降低了直流DC输入工频纹波。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
一种降低输入工频纹波的方法，包括以下步骤：
(1)设置电网输入系统，
其中，电网逆变系统包括编号1～n的输入电源、编号A1～An的A区变换器、编号B1～Bn的B区变换器，每个输入电源与对应编号的A区变换器、B区变换器之间连接分别连接有对应编号的A区DC输入线路、B区DC输入线路构成对应的DC-DC变换电路；
(2)接入电网逆变系统，
其中，电网逆变系统包括A区逆变器、B区逆变器，所有A区变换器的输出端并联后接入A区逆变器，所有B区变换器的输出端并联后接入B区逆变器，A区逆变器的输出端接入A区电网，B区逆变器的输出端接入B区电网；
(3)A区电网、B区电网接入电路负载，输入电源通电运行；
其中n为并联接入电网逆变系统的输入电源数目且n≥2。
进一步的，电网系输入系统中A区变换器、B区变换器均为DC-DC变换器进行电压、电流调整变换。
进一步的，A区DC输入线路、B区DC输入线路的输入工频纹波分别与A区电网、B区电网保持一致或保持相同的相位差。
进一步的，假设每路A区变换器、B区变换器的输入工频波纹为K·sinωt，A区电网、B区电网并联输出时，两者并联产生电压对应的纹波表达式为：
y＝K·sinωt+K·sin(120°+ωt)＝K·sin(ωt-120°)
其中，ω为角频率。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：本发明专利针对多路DC输入并联时，通过选择并联接入不同相的各路DC输入，利用电网各相的相位差，达到输入工频纹波交错抵消，实现输入工频纹波降低的效果，有效保障了电源的正常老化，极大的推广多路输入能源回馈负载的应用。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种降低输入工频纹波的方法，包括以下步骤：
(1)设置电网输入系统，
其中，电网逆变系统包括编号1～n的输入电源、编号A1～An的A区变换器、编号B1～Bn的B区变换器，每个输入电源与对应编号的A区变换器、B区变换器之间连接分别连接有对应编号的A区DC输入线路、B区DC输入线路构成对应的DC-DC变换电路；
(2)接入电网逆变系统，
其中，电网逆变系统包括A区逆变器、B区逆变器，所有A区变换器的输出端并联后接入A区逆变器，所有B区变换器的输出端并联后接入B区逆变器，A区逆变器的输出端接入A区电网，B区逆变器的输出端接入B区电网；
(3)A区电网、B区电网接入电路负载，输入电源通电运行；
其中n为并联接入电网逆变系统的输入电源数目且n≥2。
进一步的，电网系输入系统中A区变换器、B区变换器均为DC-DC变换器进行电压、电流调整变换。
进一步的，A区DC输入线路、B区DC输入线路的输入工频纹波分别与A区电网、B区电网保持一致或保持相同的相位差。
进一步的，假设每路A区变换器、B区变换器的输入工频波纹为K·sinωt，A区电网、B区电网并联输出时，两者并联产生电压对应的纹波表达式为：
y＝K·sinωt+K·sin(120°+ωt)＝K·sin(ωt-120°)
其中，ω为角频率。
本发明针对多路DC输入并联时，通过电网交错的方式，降低输入工频纹波，本发明中A区逆变器、B区逆变器连接的电网是单相电网，工作原理如下：
多路输入能源回馈负载中的每路DC-DC变换电路，由于控制方式相同、后级是同一台逆变器，所以每路DC-DC变换电路的输入工频纹波将与AC电网保持一致或与AC电网保持相同的相位差，所以每路DC-DC变换电路的输入工频纹波相位相同。实际应用中，AC电网多为多相电，现有电网种类有三相四线制、三相五线制、两相四线制等，每相之间的电位差为360度除以相数，如三相为120度，两相则为180度，如果并联的每路DC-DC变换电路接入电网中的不同相，那么它们每路输入工频纹波将相位交错，达到减少纹波的效果。以三相电网为例，本发明具有以下实施方式：
【实施例一】
当两路DC输入并联时，本发明中选择分别接入A区电网的一路DC-DC变换电路和接入B区电网的DC-DC变换电路，而非传统的接入电网同一相的两路DC-DC变换电路。因为A区电网、B区电网相差固定的相位差，所以两路DC-DC变换电路的输入工频纹波也相差固定的相位差，两者并联后的输入工频纹波将显著降低。假定每路DC-DC变换电路的输入工频纹波为K·sinωt，即每路输入工频纹波的峰峰值为2K，如果接入电网的同一相，则并联后输入工频纹波为K·sinωt，即并联后输入工频纹波的峰峰值为4K；如果接入电网的不同相，A区电网、B区电网的相位相差120度，则两者并联的纹波表达式K·sinωt+K·sin(120°+ωt)＝K·sin(ωt-120°)，即并联后输入工频纹波的峰峰值为2K，比原有方案降低50％。
【实施例二】
当有三路及以上的DC-DC变换电路输入并联时，如果并联路数为三的整数倍R时，并联后的输入工频纹波则为R·(K·sinwt+K·sin(120+ωt)+K·(ωt+240))＝R×0＝0，即并联后输入纹波的峰峰值为0；如果并联路数不为三的整数倍，余数为1时，由于3的整数倍并联后输入纹波为0，则剩下余数那一路的输入纹波未被抵消，则并联后的纹波表达式K·sinωt，即并联后输入工频纹波的峰峰值为2K；如果并联路数不为三的整数倍，余数为2时，由于3的整数倍并联后输入纹波为0，则剩下余数那2路的输入纹波未被抵消，则并联后的纹波表达式K·sinωt+K·sin(120°+ωt)＝K·sin(ωt-120°)，即并联后输入工频纹波的峰峰值同样为2K。
同样可以推导出，当并入电网为2相电网时，按本发明的方法并联后输入工频纹波的峰峰值大为2K，最小为0，而传统并联做法，并联后输入工频纹波的峰峰值则达到2nK(n为并联路数，n≥2)，极大的降低了输入工频纹波。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (4)

1.一种降低输入工频纹波的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)设置电网输入系统，
其中，电网逆变系统包括编号1～n的输入电源、编号A1～An的A区变换器、编号B1～Bn的B区变换器，每个输入电源与对应编号的A区变换器、B区变换器之间连接分别连接有对应编号的A区DC输入线路、B区DC输入线路构成对应的DC-DC变换电路；
(2)接入电网逆变系统，
其中，电网逆变系统包括A区逆变器、B区逆变器，所有A区变换器的输出端并联后接入A区逆变器，所有B区变换器的输出端并联后接入B区逆变器，A区逆变器的输出端接入A区电网，B区逆变器的输出端接入B区电网；
(3)A区电网、B区电网接入电路负载，输入电源通电运行；
其中n为并联接入电网逆变系统的输入电源数目且n≥2。
2.根据权利要求1所述一种降低输入工频纹波的方法，其特征在于，电网系输入系统中A区变换器、B区变换器均为DC-DC变换器进行电压、电流调整变换。
3.根据权利要求1所述一种降低输入工频纹波的方法，其特征在于，A区DC输入线路、B区DC输入线路的输入工频纹波分别与A区电网、B区电网保持一致或保持相同的相位差。
4.根据权利要求1至3任意一条所述一种降低输入工频纹波的方法，其特征在于，假设每路A区变换器、B区变换器的输入工频波纹为K·sinωt，A区电网、B区电网并联输出时，两者并联产生电压对应的纹波表达式为：
y＝K·sinωt+K·sin(120°+ωt)＝K·sin(ωt-120°)
其中，ω为角频率。
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