CN202009337U

CN202009337U - 功率电路

Info

Publication number: CN202009337U
Application number: CN2010205982530U
Authority: CN
Inventors: 韦立祥; 加里·L·斯基宾斯基
Original assignee: Rockwell Automation Technologies Inc
Priority date: 2009-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2020-11-04
Also published as: EP2320550B1; US20110103105A1; EP2320550A1; US8243481B2

Abstract

本实用新型涉及功率变压器和功率转换器，其实施例提供了用于使用并联的多个18脉冲整流器电路的新技术。具体地，每个整流器电路可包括具有接有15个节点的15个串联耦合的电感器的自耦变压器，节点置于成对的电感器之间。电感器可表示为六边形，其中六边形交替的边分别包括2个和3个电感器。每个整流器电路还可包括：用于三相交流功率的三个输入端，耦合到六边形表示的交替的顶点；和用于交流功率的九个输出端，耦合在每个不是所述六边形表示的顶点的节点和各自的二极管电桥之间。用于整流器电路的二极管电桥的输出端可耦合到直流总线。此外还提供了用于减小并联整流器电路之间的循环电流并且用于提高并联整流器电路之间的负载共享的装置。

Description

功率电路

技术领域

本实用新型一般涉及功率电子设备(诸如在功率转换或者将功率应用于电动机和类似负载时所使用的设备)领域。更具体地，本实用新型涉及如下的系统和方法，其用于使用并联的多个18脉冲整流器电路，以在减少输入电流谐波的同时提高电动机驱动的总体额定值。

背景技术

在广阔的应用范围中使用了功率电子设备和模组。例如，电动机控制器、整流器、逆变器，以及更一般地来说，功率转换器，被用于调节输入功率并向设备供应功率(诸如驱动电动机)。然而，在电子设备内传输的功率和信号经常包含不想要的特性，这些特性会需要额外的设备来减小或过滤信号。例如，在交流(AC)电动机控制器中，可以使用整流器来将AC功率转换为稳定的直流(DC)功率，并且可以使用逆变器电路来将稳定的DC功率转换回AC功率，该AC功率被供应给电动机。然而，镇流器可能容易受到AC输入电流谐波和DC总线波纹之类的影响。

实用新型内容

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种功率电路，其特征在于包括：彼此并联耦合的第一和第二整流器电路，每个整流器电路包括：变压器，其具有接有15个节点的15个串联耦合的电感器，节点被置于成对的电感器之间，并且电感器表示为其中交替的边分别包括2个和3个电感器的六边形，用于三相交流功率的三个输入端，其耦合到六边形的交替的顶点，以及用于九相交流功率的九个输出端，其耦合在每个不是六边形的顶点的节点和各自的二极管电桥之间；直流总线，其耦合到第一和第二整流器电路的二极管电桥的输出端；以及用于减小整流器电路之间的循环电流并且用于提高整流器电路之间的负载共享的装置。

根据本实用新型的另一实施例，提供了一种功率电路，其特征在于包括：彼此并联耦合的第一和第二整流器电路，每个整流器电路包括：变压器，其具有接有15个节点的15个串联耦合的电感器，节点被置于成对的电感器之间，并且电感器表示为其中交替的边分别包括2个和3个电感器的六边形，用于三相交流功率的三个输入端，其耦合到六边形的交替的顶点，以及用于九相交流功率的九个输出端，其耦合在每个不是六边形的顶点的节点和各自的二极管电桥之间；直流总线，其耦合到第一和第二整流器电路的二极管电桥的输出端；用于减小整流器电路之间的循环电流并且用于提高整流器电路之间的负载共享的装置；以及逆变器电路，其耦合到直流总线并且被配置为将来自直流总线的直流功率转换为可控频率的输出交流功率。

本实用新型的实施例提供了用于使用并联的多个18脉冲整流器电路的新技术。具体地，每个整流器电路可以包括：自耦变压器，其具有接有15个节点的15个串联耦合的电感器，节点被置于成对的电感器之间。电感器可以表示为六边形，其中六边形的交替的边分别包括2个和3个电感器。每个整流器电路还可以包括：用于三相AC功率的三个输入端，其耦合到六边形表示的交替的顶点；以及用于AC功率的九个输出端，其耦合在每个不是所述六边形表示的顶点的节点和各自的二极管电桥之间。用于整流器电路的二极管电桥的输出端可以耦合到直流总线。

此外，还提供了用于减小并联的整流器电路之间的循环电流并且用于提高并联的整流器电路之间的负载共享的装置。例如，在某些实施例中，可以使用耦合到每个整流器的输入端的AC线路电抗器。在其他实施例中，可以使用耦合在整流器电路的二极管电桥的每个输出端和DC总线之间的扼流电感器。而且，在另外的实施例中，可以使用耦合到DC总线的扼流电感器。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述后，将会更好地理解本实用新型的这些以及其他特点、方面和优点。在附图中，相同的特征由贯穿各图的相同部分来表示，其中：

图1是18脉冲正构造块的示例性实施例的示意性示图，18脉冲正构造块包括九相18脉冲自耦变压器以及相关联的九相整流器；

图2是18脉冲负构造块的示例性实施例的示意性示图，18脉冲负构造块包括九相18脉冲自耦变压器以及相关联的九相整流器；

图3是与图2的18脉冲负构造块并联的图1的18脉冲正构造块的示例性实施例的示意性示图；

图4是与图2的18脉冲负构造块并联的图1的18脉冲正构造块的示例性实施例的示意性示图，其具有耦合到并联的构造块的上游的每个输入线路的AC线路电抗器；

图5是彼此并联的图1的18脉冲正构造块的两个示例性实施例的示意性示图，其具有耦合到并联的构造块的上游的每个输入线路的AC线路电抗器；

图6是与图2的18脉冲负构造块并联的图1的18脉冲正构造块的示例性实施例的示意性示图，其具有耦合在并联的构造块的下游的每个输出端和DC总线之间的扼流电感器；

图7是彼此并联的图1的18脉冲正构造块的两个示例性实施例的示意性示图，其具有耦合在并联的构造块的下游的每个输出端和DC总线之间的扼流电感器；

图8是并联的36脉冲正/负构造块的多个示例性实施例的示意性示图，其中，每个36脉冲正/负构造块都包括彼此并联的18脉冲正构造块和18脉冲负构造块；

图9是彼此并联的36脉冲正/负构造块的多个示例性实施例的示意性示图，其具有从DC总线向下游连接的多个DC/AC逆变器电路；并且

图10是彼此并联的36脉冲正/负构造块的多个示例性实施例的示意性示图，其具有从DC总线向下游连接的多个DC/AC逆变器电路，并且每个DC/AC逆变器电路都与各自的36脉冲正/负构造块相关联。

具体实施方式

整流器通常用于对AC电压进行整流并且在DC总线两端生成DC电压。典型的整流器包括：基于开关的电桥，其包括两个用于每个AC电压相位的开关，这些开关分别链接到DC总线。这些开关以如下的时间方式交替通断：该时间方式正如其名称所暗示的，使得AC电压被整流。当设计整流器配置时，有三个主要的考虑，包括成本、AC输入电流谐波以及DC总线波纹。针对AC输入电流谐波，当AC相位链接到整流器并且切换整流器开关时，已知切换动作引起AC线路上的谐波。由一个整流器引起的AC线路谐波会扭曲提供给其他公共链接负载的AC电压，并因此通常应该被限制。整流器切换还典型地生成DC总线上的波纹。对于大多数硬件密集的配置，通过在可能的情况下使用减少的数量的系统部件和使用相对低廉的部件，可以使成本最小化。

通过增加由整流器进行整流的AC相位的数量，可以改善AC输入电流谐波和DC波纹。更具体地，这些AC相位可以是彼此具有相移。例如，通过对九相AC电流而非三相AC电流进行整流，可以大体上地减少谐波和波纹。在对整流器系统进行AC谐波约束的情况下，可以通过使用18脉冲整流器(其使用九相AC功率源)来满足这些约束。由于用于AC功率输送的全球标准是三相的，所以18脉冲整流器可以在市电供应线路和整流器开关之间使用九相至三相功率转换器。

现在来看附图并且首先参照图1，图示了18脉冲正构造块10的示例性实施例。18脉冲正构造块10包括九相18脉冲自耦变压器12和相关联的九相整流器14。18脉冲正构造块10经由三个输入线路18、20、22连接到三相AC功率源16，并且可以经由两个DC输出线路26、28连接到负载24。通常，如以下更详细描述的，在18脉冲正构造块10中，三个输入线路18、20、22连接到自耦变压器12，而两个DC输出线路26、28连接到整流器14。来自三相AC功率源16的三个输入线路18、20、22可以分别对应于三个相位(通常称为相位A、B和C)。此外，通往负载24的两个输出线路26、28可以包括正DC输出线路26和负DC输出线路28。

自耦变压器12可以包括三个线圈30、32、34，其中每个线圈都包括多个电感器。特别是，第一线圈30包括电感器36、38、40、42、44，第二线圈32包括电感器46、48、50、52、54，而第三线圈34包括电感器56、58、60、62、64。为了简单起见，电感器36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64可以统一称为电感器66。电感器66是串联的并且可以表示为六边形的形式。更具体地，如所图示的，多个电感器66可以位于六边形形状的六个边68、70、72、74、76、78上。六边形的六个边68、70、72、74、76、78交替地具有两个和三个电感器66。通常，用于特定线圈的电感器66可以位于六边形的相对的边上。例如，第一线圈30的电感器36和38可以与第一线圈30的电感器40、42和44位于六边形的相对的边(例如边68和70)上，第二线圈32的电感器46、48和50可以与第二线圈32的电感器52和54位于六边形的相对的边(例如边72和74)上，而第三线圈34的电感器56和58可以与第三线圈34的电感器60、62和64位于六边形的相对的边(例如边76和78)上。

如所图示的，在相邻的电感器66之间的点处形成十五个节点。这些节点可以包括节点80、82、84、86、88、90、92、94、96、98、100、102、104、106和108，并且可以统一称为节点110。十五个节点110中的六个是输入节点。特别是，输入节点可以包括节点80、86、90、96、100和106，并且可以统一称为输入节点112。更具体地，输入节点112位于作为自耦变压器12的六边形表示的顶点的节点处。六个输入节点112中的三个可以连接到三相AC功率源16。特别是，不连续的输入节点112可以连接到三相AC功率源16。

与18脉冲正构造块10一起使用的自耦变压器12具有某一组的输入节点112。特别是，在18脉冲正构造块10中，输入节点112是节点106、96和86，它们中的每个都被120度的相移隔开。更具体地，输入节点106、96和86可以分别经由输入线路18、20和22连接到三相AC功率源16，如相位A、B和C所表示的。相对地，如图2中所图示的，与18脉冲负构造块114一起使用的自耦变压器12具有不同组的输入节点112。特别是，在18脉冲负构造块114中，输入节点112是节点90、80和100，它们中的每个也都被120度的相移隔开。更具体地，输入节点90、80和100可以分别经由输入线路18、20和22连接到三相AC功率源16，如相位A_n、B_n和C_n所表示的。换言之，输入线路18、20、22耦合到图1的18脉冲正构造块10和图2的18脉冲负构造块114这两者的六边形表示的交替的顶点。图1的18脉冲正构造块10和图2的18脉冲负构造块114这两者都可以被称为整流器电路。

此外，十五个节点110中的九个是输出节点。特别是，输出节点可以包括节点82、84、88、92、94、98、102、104和108，并且可以统一称为输出节点116。更具体地，输出节点116位于不是自耦变压器12的六边形表示的顶点的节点处。九个输出节点116可以连接到整流器14，整流器14又可以连接到负载24(例如，通过至少一个DC总线和至少一个逆变器电路)。

自耦变压器12的六边形表示可以被看作电压平面，其中各个相应的节点110和原点118之间的距离表示在相应的节点110处的电压幅度。例如，在原点118和节点80之间形成的向量120表示节点80处的电压幅度。在原点118和节点108之间形成的略短的向量122表示节点108处的电压幅度。因此，节点80处的电压幅度大于节点108处的电压幅度。两个向量(例如向量120和122)之间的角度表示两个节点电压之间的相移角度。每两个相邻输出节点电压之间的相移角度实质上是40度。例如，如所图示的，节点108和82之间的相移角度是40度。相似地，每个输出节点116处的电压幅度向量是等长的。例如，如所图示的，分别关于输出节点108和104的向量122和124是等长的。

对于18脉冲正构造块10或18脉冲负构造块114，关于输入节点112的电压幅度向量长于关于输出节点116的电压幅度向量。因此，使用图1和2中所图示的自耦变压器12所产生的电压输出是逐级下降的。此外，类似于输出节点116，对于每个输入节点112，电压幅度向量是等长的。对于自耦变压器12，在初级(即输入)电压与次级(即输出)电压之间的逐级下降的电压幅度与输入和输出节点112和116的电压幅度向量的长度之比成比例。例如，逐级下降的电压幅度会与向量122的长度(即输出向量的长度)比向量120的长度(即输入向量的长度)成比例。以下等式表示这两个幅度之间的三角学关系：

因此，对于图1和2中所示的自耦变压器12，电压的逐级下降约为10.84％。然而，应该注意，自耦变压器12的六边形形状的不同拓扑可能导致逐级下降电压的程度变化。事实上，某个拓扑甚至可以导致单位增益。例如，美国专利第6,198,647、6,249,443和6,335,872号图示了这样的各种拓扑，这三个专利中的每个都通过引用将其全文合并于此。当然，所公开的实施例可以与任何种类的自耦变压器一起使用。

如上所述，自耦变压器12能够使用三个线圈30、32、34将三相AC输入电压变换为九相AC输出电压，其中每个线圈都形成被布置为形成六边形的多个串联电感器66。电感器66之间的节点110形成九个输出节点116。确定电感器66的尺寸和配置使得：输出节点116处的电压幅度相等，相邻的输出节点116被以40度相移隔开，并且输入节点112是120度异相的。在自耦变压器12的下游，九个输出节点116可以连接到九相整流器14。在某些实施例中，九相整流器14可以包括九对整流器二极管126，其中每对整流器二极管126都形成二极管电桥128。九相整流器14将九相AC输入转换为DC输出，这可以通过DC总线引导，最终由负载24所使用，如以下更详细描述的。

一种在不设计更大的变压器和整流器电路的情况下使驱动的总体额定值最大化的方式是，并联地使用图1的18脉冲正构造块10、图2的18脉冲负构造块114或者这两者的组合。使用这些并联的构造块10、114不仅可以增加驱动的总体额定值，而且可以通过提供伪36脉冲输入线路谐波来进一步减少AC输入电流谐波。然而，使用这些并联的构造块10、114通常也会增加并联构造块10、114之间电流共享和回路(looping)的可能性。

用于减少并联的构造块10、114之间电流共享和回路的一个方案是以相反方式连接构造块10、114的输入端。例如，图3是与图2的18脉冲负构造块114并联的图1的18脉冲正构造块10的示例性实施例的示意性示图。如上面所讨论和图3中所图示的，18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114两者都可以连接到三相AC功率源16。然而，来自三相AC功率源16的输入线路18、20和22可以如上面参照图1所述地连接到18脉冲正构造块10，同时来自三相AC功率源16的输入线路18、20和22可以如上面参照图2所述地连接到18脉冲负构造块114。更具体地，输入线路18、20和22可以分别连接到18脉冲正构造块10的输入节点106、96和86作为相位A、B和C，而输入线路18、20和22可以分别连接到18脉冲负构造块114的输入节点90、80和100作为相位A_n、B_n和C_n。

因此，18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的相同的自耦变压器12可以通过180度异相的输入节点112连接到来自三相AC功率源16的输入线路18、20、22。因为18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114以彼此180度异相的方式耦合到三相AC功率源16，所以可以大体上减少并联的构造块10、114之间电流共享和回路的可能性。此外，也可以大体上减少AC输入电流谐波和DC总线波纹。更具体地，通过并联连接18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114使得来自三相AC功率源16的输入线路18、20、22是180度异相的，构造块10、114经受的是在任何给定时间点都彼此直接抵消的输入电流。换言之，相位A通常抵消相位A_n，相位B通常抵消相位B_n，而相位C通常抵消相位C_n。因此，可以减少并联的构造块10、114之间电流共享和回路。通常，使用并联的18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的该方法在以配对方式使用两个构造块10、114时特别有效。

在18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的下游，正和负DC输出线路26、28可以经由DC总线130和逆变器电路132连接到负载24。通常，来自18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的DC输出可以由逆变器电路132转换回AC输出，AC输出可以随后用于驱动负载24。此外，如以下更详细描述的，在某些实施例中，多个逆变器电路132可以连接到DC总线130和负载24。特别地，在某些实施例中，18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114这两者都可以与各自的逆变器电路132相关联。

如所图示的，示例性逆变器电路132包括多个开关134，诸如绝缘栅双极结型晶体管(IGBT)。特别地，两个开关134可以串联耦合在正侧136和负侧138之间。每个开关134都可以与二极管140配对。逆变器电路132也可以包括三个输出端子142、144、146，该输出端子142、144、146可以耦合到在成对的开关134中的一对之间的开关输出端中的一个。输出端子142、144、146可以直接连接到负载24。在某些实施例中，每个输出端子142、144、146都可以包括电感器148和/或电阻器150。此外，驱动器电路系统可以耦合到每个开关134以为负载24创建三相输出波形。例如，所期望的输出波形可以通过脉宽调制来生成，其中，驱动电路系统使得开关134以特定次序迅速接通和断开，从而创建近似正弦输出波形。因而，逆变器电路132能够将来自DC总线130的DC功率转换为用于负载24的可控频率的输出功率。

因此，图3示出了示例性实施例，其中可以并联地使用18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114，以减少AC输入电流谐波和DC总线波纹，同时也降低在这两个并联的构造块10、114之间的回路和电流共享的可能性。但是，可以使用再另外的技术来降低回路和电流共享的可能性。例如，图4是图1的18脉冲正构造块10与图2的18脉冲负构造块114相并联的示例性实施例的示意图，其具有在并联的构造块10、114的上游耦合到各个输入线路18、20和22的AC线路电抗器152。更具体地，如图4所示，18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114均与三个AC线路电抗器152相关联，其中该三个AC线路电抗器152对应于来自三相AC功率源16的各个输入线路18、20和22。

AC线路电抗器152实质上可以是电感器。更具体地，其是电线的线圈，当电流流经该电线的线圈时，该电线的线圈允许在该线圈周围形成磁场。当被通电后，AC线路电抗器152用作电磁体，并具有与流经AC线路电抗器152的电流和绕组匝数成比例的场强度。因此，对于AC线路电抗器152而言，绕组匝越多，产生的电感额定值越高。在某些实施例中，AC线路电抗器152可以包括叠层材料(例如铁)作为用于绕组的芯，这可以使磁通量的线集中并增强AC线路电抗器152的电感。AC线路电抗器152的主要特性是其电感，该电感可以以亨利、毫亨或微亨为单位来量度。

在DC电路(例如DC总线130)中，由于该电路中的电流倾向于在任意给定的时间内以给定的定额(rate)持续流动，因此AC线路电抗器152可以简单地限制该电路中的电流的变化速率。换言之，施加的电压的增大或减小可能导致电流的缓慢的增大或减小。这有助于减小伴随18脉冲变压器而固有的第17阶或第19阶谐波。此外，这还有助于减轻由源谐波和电压不平衡产生的线路电流的谐波分量。相反地，如果AC线路电抗器152中的电流定额改变，则对应的电压将降低。该感生的电压通常可能在极性上与AC线路电抗器152的电流和电感的变化速率这二者相反，并且可能与这二者成比例。

AC线路电抗器152的电抗是用于AC电路的总阻抗的一部分。给定的AC线路电抗器152的感抗(例如以欧姆为单位来测量)等于所施加的AC源的频率乘以AC线路电抗器152的电感值的两倍。电感值越高，该感抗越高，因此给定的AC线路电抗器152的阻抗越高。此外，该AC源的频率越高，给定的AC线路电抗器152将具有越高的阻抗。因此，AC线路电抗器152限制了电流的增大速率，并且与AC线路电抗器152的电感和所施加的频率成比例地增加了用于AC电路的阻抗。

AC线路电抗器152可以降低和加宽三相AC功率源16的波峰。这可以具有使得电流稍微更加呈正弦曲线形，并大大降低谐波水平(例如对于6脉冲整流器高达约35％)。此外，AC线路电抗器152可以减少DC波纹以及降低18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114之间的回路和电流共享的可能性。AC线路电抗器152的大小可以随驱动而变化。一般地，AC线路电抗器152的累积阻抗值通常落在满负载时的驱动的阻抗的1.5％和15％之间。换言之，可以选择AC线路电抗器152，以使得AC线路电抗器在满额定电流时使所施加的电压降低1.5％至15％。

尽管在图4中被示出为在并联的18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的上游使用，但是可以证明AC线路电抗器152在其它配置中也是有益的。例如，图5是图1的18脉冲正构造块10的相互并联的两个示例性实施例的示意图，其中AC线路电抗器152在并联的构造块10的上游耦合到各个输入线路18、20和22。更具体地，如图5所示，18脉冲正构造块10均与三个AC线路电抗器152相关联，该三个AC线路电抗器152对应于来自三相AC功率源16的各个输入线路18、20和22。通过与上面参照图4所述的方式相同的方式，AC线路电抗器152可以有助于降低两个18脉冲正构造块10之间的回路和电流共享的可能性。在其它实施例中，也可以并联地一起使用两个18脉冲负构造块114，并使得AC线路电抗器152在并联的构造块114的上游耦合到各个输入线路18、20和22。此外，在某些实施例中，可以并联地使用多于两个的18脉冲正构造块10或18脉冲负构造块114。实际上，可以并联地一起使用不同数量和组合的18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114。在所有这些实施例中，AC线路电抗器152可以有助于降低并联的构造块10、114之间的回路和电流共享的可能性。

但是，在并联的构造块10、114的上游使用AC线路电抗器152不是用于降低回路和电流共享的可能性的唯一的技术。例如，图6是图1的18脉冲正构造块10与图2的18脉冲负构造块114相并联的示例性实施例的示意图，并且使扼流线圈电感器154耦合在并联的构造块10、114的下游的各个输出端26、28与DC总线130之间。更具体地，如图6所示，18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114均与扼流线圈电感器154相关联，这些扼流线圈电感器154对应于与DC总线130相连接的各个输出线路26、28。如同AC线路电抗器152的情况那样，扼流线圈电感器154一般也能够降低18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114之间的回路和电流共享的可能性。这有助于减少伴随18脉冲变压器而固有的第17阶和第19阶谐波。此外，这还有助于减轻由源谐波和电压不平衡产生的线路电流的谐波分量。

尽管在图6中被示出为在并联的18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的下游使用，但是如同AC线路电抗器152的情况那样，可以证明扼流线圈电感器154在其它配置中也是有益的。例如，图7是图1的18脉冲正构造块10的相互并联的两个实施例的示意图，并且使得扼流线圈电感器154耦合在并联的构造块10的下游的各个输出端26、28之间。更具体地，如图7所示，18脉冲正构造块10均与扼流线圈电感器154相关联，这些扼流线圈电感器154对应于与DC总线130相连接的各个输出线路26、28。通过与上面参照图6所述的方式相同的方式，扼流线圈电感器154可以有助于降低两个18脉冲正构造块10之间的回路和电流共享的可能性。在其它实施例中，还可以并联地一起使用两个18脉冲负构造块114，并使得扼流线圈电感器154耦合在并联的构造块114的下游的各个输出端26、28之间。此外，在某些实施例中，可以并联地使用多于两个的18脉冲正构造块10或18脉冲负构造块114。实际上，如同AC线路电抗器152的情况那样，可以并联地一起使用不同数量和组合的18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114。在所有这些实施例中，扼流线圈电感器154可以有助于降低并联的构造块10、114之间的回路和电流共享的可能性。此外，扼流线圈电感器154可以在并联的构造块10、114的下游的其它位置中使用，以有助于降低回路和电流共享的可能性。例如，在某些实施例中，扼流线圈电感器154可以在DC总线130的下游和逆变器电路132的上游耦合到DC总线130。

如上文所述，可以一起使用并联的构造块10、114的多个不同组合来减少AC线路电流谐波和DC波纹，同时也降低并联的构造块10、114之间的回路和电流共享的可能性。如上文简要描述地，一个可以被证明有益的特定配置是并联地使用18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的多个实例。为了简明起见，可以将相互并联的18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114的组合称为36脉冲正/负构造块156。

图8是并联的36脉冲正/负构造块156的多个示例性实施例的示意图，其中每个36脉冲正/负构造块156包括相互并联的18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114。如上文所述，36脉冲正/负构造块156可以增大驱动的总体功率额定值，同时也有助于减少AC线路电流谐波和DC波纹。通过将多个36脉冲正/负构造块156相互并联连接，可以进一步增大总体功率额定值，同时仍减少AC线路电流谐波和DC波纹。如同所示出的，在某些实施例中，如上文所述，可以在DC总线130的下游使用单个DC/AC逆变器电路132。但是，由于由多个并联的36脉冲正/负构造块156产生的增大的功率额定值，逆变器电路132可以被按照比上面参照图3至7描述的逆变器电路132大得多的尺寸来制造。

此外，在某些实施例中，可以随上述的AC线路电抗器152或扼流线圈电感器154一起使用多个36脉冲正/负构造块156。一般地，AC线路电抗器152和扼流线圈电感器154的使用可以与上面参照图4至7所述的相类似。例如，AC线路电抗器152可以在多个并联的36脉冲正/负构造块156的上游耦合到各个输入线路18、20和22。类似地，扼流线圈电感器154可以耦合在多个并联的36脉冲正/负构造块156的各个输出端26、28与DC总线130之间。如上文所述，与多个并联的36脉冲正/负构造块156相结合地使用AC线路电抗器152或扼流线圈电感器154可以允许增大驱动的总体功率额定值、减少AC线路电流谐波和DC波纹、以及减少多个并联的36脉冲正/负构造块156之间的回路和电流共享。

如上文所述，可以在来自多个并联的36脉冲正/负构造块156的DC总线130的下游使用单个DC/AC逆变器电路132。但是，这不是可以在多个并联的36脉冲正/负构造块156的DC总线130的下游使用的DC总线130和逆变器电路132的唯一的配置。例如，图9是相互并联的36脉冲正/负构造块156的多个示例性实施例的示意图，并且使得多个DC/AC逆变器电路132连接在来自DC总线130的下游。在所示出的实施例中，各个单独的构造块10、14(例如18脉冲正构造块10和18脉冲负构造块114)通过DC总线130连接到相应的DC/AC逆变器电路132。如同可能认识到的，通过提供用于各个构造块10、114的单独的逆变器132，可以按照比图8所示的单个DC/AC逆变器电路132小得多的尺寸来制造逆变器电路132。在该实施例中，如同所示出的，可以证明实现与相应的36脉冲正/负构造块156相关的成对的逆变器电路132的同时选通是有益的。这样做可以提供防止并联的构造块10、114之间的回路和电流共享的可能性的进一步的保护。

在图9所述的逆变器电路132的下游的连接也可以变化。例如，一般地，对于每对与相应的36脉冲正/负构造块156相关的逆变器电路132，该对逆变器电路132可以一起连接到负载24。然而，该对逆变器电路132与负载24之间的具体连接可以变化。如图9所示，在某些情况下，该对逆变器电路132可以在单个输出线缆158中耦合在一起。换言之，逆变器电路132的输出端子142、144、146可以在接近于逆变器电路132的输出线缆158的末端处相互耦合。可替选地，每个单独的逆变器电路132可以与自己的输出线缆160相关联。换言之，逆变器电路132的输出端子142、144、146可以在接近于负载24的输出线缆158的末端处相互耦合。如同所示出的，与成对的逆变器电路132相关联的单个或多个输出线缆158、160实际上可以在共用的驱动中使用。

此外，如上面在图8中所讨论的，在某些实施例中，图9的多个36 脉冲正/负构造块156可以随着上述的AC线路电抗器152或扼流线圈电感器154一起使用。一般地，AC线路电抗器152和扼流线圈电感器154的使用可以与上面参照图4至8所述的相类似。例如，AC线路电抗器152又可以在多个并联的36脉冲正/负构造块156的上游耦合到各个输入线路18、20和22。类似地，扼流线圈电感器154可以耦合在多个并联的36脉冲正/负构造块156的各个输出端26、28与DC总线130之间。但是，在图9所示的实施例中，可以在DC总线130的上游或下游使用扼流电感器154。但是，一般地，可以在类似的位置(例如均在DC总线130的上游或均在DC总线130的下游)中使用与相应的36脉冲正/负构造块156相关联的各对扼流线圈电感器154。如同所述的，与多个并联的36脉冲正/负构造块156相结合地使用AC线路电抗器152或扼流线圈电感器154可以允许增大驱动的总体功率额定值、减少AC线路电流谐波和DC波纹、以及减少多个并联的36脉冲正/负构造块156之间的回路和电流共享。此外，如上文所讨论的，使用多个DC/AC逆变器电路132而不是单个大型DC/AC逆变器电路132(例如图8中)可以使得能够以较小的尺寸制造各个单独的逆变器电路132。

在另外的其它实施例中，可以随相应的36脉冲正/负构造块156一起使用单独的DC/AC逆变器电路132。例如，图10是相互并联的36脉冲正/负构造块156的多个示例性实施例的示意图，并使得多个DC/AC逆变器电路132连接在来自DC总线130的下游，并且各个DC/AC逆变器电路132与相应的36脉冲正/负构造块156相关联。

在所示出的实施例中，各个单独的36脉冲正/负构造块156通过DC总线130连接到相应的DC/AC逆变器电路132。通过提供用于各个36脉冲正/负构造块156的单独的逆变器电路132，还可以按照比图8所示的单个DC/AC逆变器电路132小得多的尺寸来制造逆变器电路132。但是，在图10所示的实施例中，逆变器电路132一般可以稍微比图9所示的逆变器电路132大。但是，提供用于各个36脉冲正/负构造块156的共用逆变器电路132可以提供防止并联的36脉冲正/负构造块156之间的回路和电流共享的可能性的进一步的保护。

此外，如同上面讨论的图8和9中那样，在某些实施例中，多个图10的36脉冲正/负构造块156可以随上述的AC线路电抗器152或扼流线圈电感器154一起使用，或者随AC线路电抗器152和扼流线圈电感器154一起使用。一般地，AC线路电抗器152和扼流线圈电感器154的使用可以类似于上面参照图4至9所描述的。例如，AC线路电抗器152又可以在多个并联的36脉冲正/负构造块156的上游耦合到各个输入线路18、20和22。类似地，扼流线圈电抗器154可以耦合在多个并联的36脉冲正/负构造块156的各个输出端26、28与DC总线130之间。如同上述地，与多个并联的36脉冲正/负构造块156相结合地使用AC线路电抗器152或扼流线圈电感器154可以允许增大驱动的总体功率额定值、减小AC线路电流谐波和DC波纹、以及减少多个并联的36脉冲正/负构造块156之间的回路和电流共享。此外，如上面所讨论的，使用多个DC/AC逆变器电路132而不是单个大型的DC/AC逆变器电路132(例如图8中)可以使得能够以较小的尺寸制造各个单独的逆变器电路132。但是，如上面讨论的，使用用于各个相应的36脉冲正/负构造块156的共用的DC/AC逆变器电路132可以进一步降低并联的36脉冲正/负构造块156之间的回路和电流共享的可能性。

通过上面对本实用新型的实施例的描述可知，本实用新型涵盖的技术方案包括但不限于如下附记所描述的内容：

附记1、一种方法，其包括：

使用多个并联耦合的整流器电路将三相交流功率变换为九相交流功率；

将所述九相交流功率转换为直流总线中的直流功率；

使用逆变器电路，将所述直流功率转换为交流输出功率；

使用所述交流输出功率驱动负载；以及

减小所述并联的整流器电路之间的循环电流并且提高所述并联的整流器电路之间的负载共享。

附记2、根据附记1所述的方法，其包括：使用耦合到每个所述整流器电路的输入端的交流线路电抗器，减小所述并联的整流器电路之间的循环电流并且提高所述并联的整流器电路之间的负载共享。

附记3、根据附记1所述的方法，其包括：使用耦合在每个所述整流器电路的输出端和所述直流总线之间的扼流电感器，减小所述并联的整流器电路之间的循环电流并且提高所述并联的整流器电路之间的负载共享。

附记4、根据附记1所述的方法，使用耦合到所述直流总线的扼流电感器，减小所述并联的整流器电路之间的循环电流并且提高所述并联的整流器电路之间的负载共享。

虽然在此仅示出和描述了本实用新型的某些特征，但是本领域的技术人员可以想到诸多变型和变化。因此，应当理解，所附的权利要求旨在涵盖所有这种变型和变化，只要这种变型和变化落入本实用新型的实际精神的范围之内即可。

Claims

1.一种功率电路，其特征在于包括：

彼此并联耦合的第一和第二整流器电路，每个整流器电路包括：

变压器，其具有接有15个节点的15个串联耦合的电感器，所述节点被置于成对的所述电感器之间，并且所述电感器表示为其中交替的边分别包括2个和3个电感器的六边形，

用于三相交流功率的三个输入端，其耦合到所述六边形的交替的顶点，以及

用于九相交流功率的九个输出端，其耦合在每个不是所述六边形的顶点的节点和各自的二极管电桥之间；

直流总线，其耦合到所述第一和第二整流器电路的所述二极管电桥的输出端；以及

用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高所述整流器电路之间的负载共享的装置。

2.根据权利要求1所述的功率电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高负载共享的所述装置包括：交流线路电抗器，其耦合到每个所述整流器电路的每个所述输入端。

3.根据权利要求2所述的功率电路，其中，所述交流线路电抗器具有在所述功率电路的总阻抗的1.5％至15％之间的累计阻抗值。

4.根据权利要求1所述的功率电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高负载共享的所述装置包括：扼流电感器，其耦合在每个整流器电路的所述二极管电桥的每个输出端和所述直流总线之间。

5.根据权利要求1所述的功率电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高负载共享的所述装置包括：扼流电感器，其耦合到所述直流总线。

6.根据权利要求1所述的功率电路，其中，所述第一和第二整流器电路的所述输入端耦合到各自的所述六边形的第一、第三和第五顶点。

7.根据权利要求1所述的功率电路，其中，所述第一和第二整流器电路的所有所述电感器都是基本相同的。

8.根据权利要求1所述的功率电路，其包括与所述第一和第二整流器电路并联耦合的第三整流器电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高所述整流器电路之间的负载共享的所述装置也减小与所述第三整流器电路之间的循环电流并且提高所述第三整流器电路的负载共享。

9.一种功率电路，其特征在于包括：

直流总线，其耦合到所述第一和第二整流器电路的所述二极管电桥的输出端；

用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高所述整流器电路之间的负载共享的装置；以及

逆变器电路，其耦合到所述直流总线并且被配置为将来自所述直流总线的直流功率转换为可控频率的输出交流功率。

10.根据权利要求9所述的功率电路，其包括：多个逆变器电路，其耦合到所述DC总线并且被配置为将来自所述直流总线的直流功率转换为可控频率的输出交流功率，其中，所述逆变器电路的三相输出导体彼此耦合，以在电气上并联地放置所述逆变器电路。

11.根据权利要求10所述的功率电路，其中，所述三相输出导体包括从所述逆变器电路延伸的线缆，其中，所述三相输出导体在所述线缆的接近所述负载的末端处彼此耦合。

12.根据权利要求10所述的功率电路，其中，所述三相输出导体包括从所述逆变器电路延伸的线缆，其中，所述三相输出导体在所述线缆的接近所述逆变器电路的末端处彼此耦合。

13.根据权利要求9所述的功率电路，其包括与所述第一和第二整流器电路并联耦合的第三整流器电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高所述整流器电路之间的负载共享的所述装置也减小与所述第三整流器电路之间的循环电流并且提高所述第三整流器电路的负载共享。

14.根据权利要求9所述的功率电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高负载共享的所述装置包括：交流线路电抗器，其耦合到每个所述整流器电路的每个所述输入端。

15.根据权利要求9所述的功率电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高负载共享的所述装置包括：扼流电感器，其耦合在每个整流器电路的所述二极管电桥的每个输出端和所述直流总线之间。

16.根据权利要求9所述的功率电路，其中，用于减小所述整流器电路之间的循环电流并且用于提高负载共享的所述装置包括：扼流电感器，其耦合到所述直流总线。