电源系统及包括该电源系统的驱动系的制作方法
【专利摘要】本申请涉及电源系统及包括该电源系统的驱动系。一种向负载提供电力的电源系统，电源系统将来自于输入电压的输出电压传输到负载，输入电压来自于电力网络。电源系统包括：至少两个输入端和至少两个输出端、转换器以及设备，输入端设计为连接到电力网络上并且输出端设计为连接到负载上，转换器能够将输入电压转换为输出电压，转换器连接到输入端与输出端之间，设备用于对有可能在所述电力网络与所述负载之间流动的单极电流进行限制。所述用于对单极电流进行限制的设备包含在输入端与输出端之间关于转换器并联的变压器，变压器具有第一电磁线圈和第二电磁线圈。
【专利说明】电源系统及包括该电源系统的驱动系
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于向负载提供电力的系统，所述电源系统能够将输出电压从来自于电力网络的输入电压传输到负载，所述电源系统包括:
[0002]-至少两个输入端和至少两个输出端，所述输入端适用于连接到所述电力网络上且所述输出端适用于连接到所述负载上，
[0003]-能够将所述输入电压转换为所述输出电压的转换器，所述转换器连接到所述输入端与所述输出端之间，以及
[0004]-用于对有可能在所述电力网络与所述负载之间流动的单极电流进行限制的设备。
[0005]本发明还涉及能够连接到电网的驱动系，所述驱动系包含电机和所述电机的电源系统。
[0006]本发明适用于如下的电源系统，所述电源系统规定为连接到交流(AC)网络上或者事实上连接到直流(DC)网络上。本发明适用于如下的电源系统，所述电源系统能够将交流电压或直流电压传输到负载。
【背景技术】
[0007]由文件FR2963509A1已知上面提到的类型的电源系统。该电源系统包括连接到三相电源网络上的三相整流器和连接到该整流器的输出端处的三相反相器，所述反相器适用于将三相电压传输到负载。该整流器和该反相器借助于直流母线相互连接，并且该系统进一步包含用于对可能在该网络和该负载之间流动的单极电流进行限制。
[0008]整流器包括可控的电子开关，所述电子开关能够将由电力网络提供的三相交变电流转换为传输到整流器的输出端处的直流，所述开关被能够向所述开关发送控制信号的控制设备控制。所述控制设备能够将单极电压的绝对值限制为低于或者等于直流母线电压的值的六分之一。
[0009]然而，这样的电源系统需要连接到交流网络上，并且单极电流尽管被限制但有时其值仍相当大。
【发明内容】
[0010]由此，本发明的目的在于提供一种电源系统，该电源系统使得进一步对有可能被反馈到网络中的单极电流进行控制成为可能。
[0011]为此，本发明涉及上面提到的类型的电源系统，其中，用于限制单极电流的设备包含在输入端与输出端之间与转换器并联的变压器，所述变压器具有第一电磁线圈和第二电磁线圈。
[0012]根据本发明的其它有利的方面，电源系统包含一个或者多个以下特征，单独地或者按照任何技术上可能的组合来考虑:
[0013]-第一电磁线圈连接到输出端与电接地之间，并且第二电磁线圈连接到输入端与电接地之间，第一线圈和第二线圈在各自的端与电接地之间具有相同的线圈绕组方向；[0014]-限制设备进一步包括至少一个第二无源元件，第二或者每个第二无源元件连接到变压器与对应的输入端之间；
[0015]-电力网络是交流网络，并且转换器规定为在交流网络与所述转换器之间不存在变压器的情况下连接到交流网络上；
[0016]-转换器是规定为连接到交流网络上的交流-交流转换器，所述交流-交流转换器能够将来自于交流网络的交流输入电压转换为交流输出电压；以及
[0017]-交流-交流转换器包含适用于连接到交流网络上的电压型整流器以及连接到电压型整流器的输出端处的电压反相器。
[0018]本发明还涉及适用于连接到电力网络上的驱动系，所述驱动系包括负载(例如，电机)和用于电机的电源系统，其中所述电源系统正如在此之前所定义的。
[0019]根据本发明的其它有利的方面，所述驱动系包括一个或多个以下特征，单独地或者按照任何技术上可能的组合来考虑:
[0020]-变压器在第二电磁线圈与第一电磁线圈之间具有变压系数，第一或每个第一无源元件具有第一阻抗，第二或每个第二无源元件具有第二阻抗，并且第一阻抗和第二阻抗满足以下等式:
[0021]Z1+K2XZ2 = (K-1) XZl
[0022]其中，Zl和Z2各自代表第一阻抗和第二阻抗，
[0023]K代表变压系数，以及
[0024]Zl代表负载14相对于电接地17的阻抗；
[0025]-变压器(36)的变压系数⑷满足以下相等条件:
[0026]Κ = 1 + 4?.,
[0027]并且
[0028]-第一阻抗Zl的值等于第二阻抗Ζ2的值。第一阻抗Zl和第二阻抗Ζ2之后优选地利用以下相等条件来定义:
[0029]
【权利要求】
1.一种用于向负载(14)提供电力的电源系统(16)，所述电源系统(16)能够从电力网络(12)的输入电压向所述负载(14)输送输出电压,所述电源系统(16)包括: 至少两个输入端(18)和至少两个输出端(20)，所述输入端(18)设计为连接到所述电力网络(12)上并且所述输出端(20)设计为连接到所述负载(14)上， 转换器(22)，所述转换器(22)能够将所述输入电压转换为所述输出电压，所述转换器(22)连接到所述输入端(18)与所述输出端(20)之间，以及 设备(24)，所述设备(24)用于对有可能在所述电力网络(12)与所述负载(14)之间流动的单极电流进行限制， 其特征在于，用于对单极电流进行限制的所述设备(24)包含变压器(36)，所述变压器(36)与所述转换器(22)相并联地连接在所述输入端(18)与所述输出端(20)之间，所述变压器(36)具有第一电磁线圈(38)和第二电磁线圈(40)。
2.根据权利要求1所述的电源系统(16)，其中，所述第一电磁线圈(38)连接到所述输出端(20)与电接地(17)之间，并且所述第二电磁线圈(40)连接到所述输入端(18)与所述电接地(17)之间，所述第一线圈(38)与所述第二线圈(40)在各自端(18、20)与所述电接地(17)之间具有相同的线圈绕组方向。
3.根据权利要求1或2所述的电源系统(16)，其中，所述限制设备(24)进一步包括至少一个第一无源元件(42)，所述第一或每个第一无源元件(42)连接到所述变压器(36)与对应的输出端(20)之间。
4.根据权利要求1到3中任一`项所述的电源系统(16)，其中，所述限制设备(24)进一步包括至少一个第二无源元件(44)，所述或所述每个第二无源元件(44)连接到所述变压器(36)与对应的输入端(18)之间。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的电源系统(16)，其中，所述电力网络(12)是交流网络，并且所述转换器(22)规定为以所述交流网络(12)与所述转换器(22)之间不存在变压器的方式连接到所述交流网络(12)上。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的电源系统(16)，其中，所述转换器(22)是规定为连接到交流网络(12)上的交流-交流转换器，所述交流-交流转换器(22)能够将来自于所述交流网络(12)的交流输入电压转换为交流输出电压。
7.根据权利要求6所述的电源系统(16)，其中，所述交流-交流转换器(22)包含电压型整流器(26)与电压反相器(28)，所述电压型整流器(26)适用于连接到所述交流网络(12)上，所述电压反相器(28)连接到所述电压型整流器(26)的输出端上。
8.一种适用于连接到电力网络(12)上的驱动系(10)，所述驱动系(10)包含诸如电机之类的负载(14)以及用于向所述负载(14)提供电力的电源系统(16)，其特征在于，所述电源系统(16)为前述任一项权利要求所述的电源系统。
9.根据权利要求8所述的驱动系，其中，所述电源系统(16)为根据权利要求3和4所述的电源系统，并且其中，所述变压器(36)包含所述第二电磁线圈(40)与所述第一电磁线圈(38)之间的变压系数(K)，所述或者所述每个第一无源元件(42)具有第一阻抗(Zl)，所述或者所述每个第二无源元件(44)具有第二阻抗(Z2)，并且所述第一阻抗(Zl)和所述第二阻抗(Z2)满足以下等式:
Z1+K2XZ2 = (K-1) XZl其中，Zl和Z2分别代表所述第一阻抗和所述第二阻抗， K为变压系数，以及 A代表所述负载(14)相对于电接地(17)的阻抗。
10.根据权利要求9所述的驱动系(10)，其中，所述变压器(36)的所述变压系数(K)满足以下相等条件:
K = 1 + ^2,。
11.根据权利要求9或10所述的驱动系(10)，其中，所述第一阻抗(Zl)的值等于所述第二阻抗(Z2)的值，所述第一阻抗(Zl)与所述第二阻抗(Z2)的值优选地利用以下相等条件来定义:
【文档编号】H02M5/42GK103516226SQ201310244661
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月19日 优先权日:2012年6月19日
【发明者】阿尔弗雷德·佩尔穆伊 申请人:Ge能源电力转换技术有限公司