[發明專利]用于控制由DC電源供電的電負荷的系統

無效

• 申請號: 201080014476.0
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN102379080A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: P.洛伊澤利特
• 申請（專利權）人: 施耐德東芝換流器歐洲公司
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 錢大勇

技術領域

本發明涉及用于控制諸如三相電動機的AC電負載的系統，該控制系統包括可變速驅動器并且由諸如光伏單元的若干DC電源供電。

背景技術

頻率轉換器類型的可變速驅動器設計用于控制AC電動機。其通常包括逆變器模塊，該逆變器模塊由使用功率總線(powerbus)遞送的DC電壓供電，并且遞送可變頻率AC電壓到電動機的定子的繞組。逆變器模塊包括受控用于執行電壓脈沖寬度調制(PWM)的功率開關。功率總線的DC電壓通常由整流器模塊遞送，該整流器模塊由來自外部電源的AC電源電壓供電，并且遞送形成功率總線的整流電壓作為輸出。整流器模塊包括二極管或可控硅電橋用于整流AC電源電壓。

在某些應用中，對可變速驅動器供電的外部電源可以不遞送AC電壓而是遞送DC電壓。特別當能量源為光伏或電化學時情況如此。該情況下，如果期望使用傳統可變速驅動器，則有必要添加轉換器模塊，使得可以將來自電源的DC電壓轉換為對可變速驅動器供電的AC電壓。該情形顯然極大地使解決方案變得復雜。

另一解決方案包括：直接使用DC電源電壓作為對可變速驅動器的逆變器模塊供電的功率總線。然而，該較簡單的方案的缺點在于，該情況下使用的可變速驅動器不是標準驅動器，其成本對小型設施而言過于高昂。這樣的方案例如在文獻US?7?126?294中提出，其示出一種光伏單元，其輸出端子連接到對可變速驅動器的逆變器模塊供電的功率總線。此外，該方案也不易于允許這樣的情況，其中外部電源包括若干并聯的DC電源。

確實，由于諸如光伏單元的某些能量源因為它們依賴于單元接收的陽光而并不恒定地工作，因此將期望提供若干并聯的電源以增加設施的正常運行時間。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供簡單和經濟的方案，其使得可以利用若干DC電源對標準可變速驅動器供電，而不用增加額外的組件并且不需修改目標在于控制電動機的可變速驅動器。

為此，本發明提供一種用于控制AC電負載的系統，其包括可變速驅動器，該可變速驅動器包括整流器模塊，該整流器模塊配備有多個供電端子并且在功率總線的正極線與負極線之間遞送DC電壓，并且該可變速驅動器包括由功率總線供電、并且向電負載遞送可變電壓的逆變器模塊。

根據變體A，控制系統包括幾個DC電源，各自包括正極端子和負極端子，每個DC電源的正極端子連接到整流器模塊的單獨的供電端子，并且DC電源的負極端子連接到功率總線的負極線。等價變體B中，控制系統包括幾個DC電源，各自包括正極端子和負極端子，每個DC電源的負極端子連接到整流器模塊的單獨的供電端子，并且DC電源的正極端子連接到功率總線的正極線。

根據一個特征，整流器模塊包括連接在功率總線的正極線與負極線之間的多個并聯的臂，每個臂包括串聯的兩個二極管，可變速驅動器的每個供電端子分別連接到整流器模塊的二極管之間的中間點。

附圖說明

通過下面的具體描述以及參考示例給出并在附圖中示出的實施例，其他優點和特征將變得更清楚，附圖中：

圖1說明根據本發明的變體A的控制系統的簡化架構；

圖2說明根據本發明的變體B的控制系統的簡化架構；以及

圖3說明圖1所示的實施例的變體。

具體實施方式

參考圖1，控制系統設計用于控制電負載，該情況下，為三相電動機M。控制系統包括頻率轉換器類型的可變速驅動器10，其經由包括三個臂(leg)的逆變器模塊12遞送可變頻率AC電壓到電動機，其中每個臂配備有串聯的兩個功率開關28，29。這些功率開關例如是絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、功率場效應晶體管(FET)等，并且由可變速驅動器10的控制單元(未示出)控制。逆變器模塊12的臂由在正極線14與負極線15之間提供DC電壓的功率總線供電。

在逆變器模塊12的上游，可變速驅動器10還包括整流器模塊11，其在功率總線的正極線14與負極線15之間遞送DC電壓。總線電容器13通常置于整流器模塊11與逆變器模塊12之間，并且連接在正極線14與負極線15之間。