[發(fā)明專利]具有充油電抗器的功率變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380077457.6
• 申請(qǐng)日: 2013-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN105659457B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·海特廷恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M7/483
• 分類號(hào): H02M7/483;H02M7/00;H02G5/06
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 吳鵬

提供一種用于在高電壓DC連接和高電壓AC連接之間傳輸功率的功率變換器。功率變換器包括功率變換器組合件(6)，該功率變換器組合件(6)包括：串聯(lián)地連接在DC連接的正端子(DC+)和負(fù)端子(DC?)之間的第一變換器臂(13a)、第一電抗器(15a)、第二電抗器(15b)和第二變換器臂(13b)。高電壓AC連接提供在第一電抗器(15a)和第二電抗器(15b)之間。變換器臂的每一個(gè)包括多個(gè)變換器單元，并且變換器單元的每一個(gè)包括開關(guān)元件和能量存儲(chǔ)元件。第一電抗器和第二電抗器都是充油電抗器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于在高電壓DC連接和高電壓AC連接之間傳輸功率的功率變換器。

背景技術(shù)

在HVDC(高電壓直流)應(yīng)用中，功率變換器用于在AC(交流)電網(wǎng)和DC(直流)之間變換。

功率變換器通常在AC側(cè)上提供有電抗器，部分作為功率變換器的組成部分，并且也充當(dāng)過(guò)濾器用于提供適合的AC波形。然而，用于高電壓應(yīng)用的電抗器占據(jù)大量空間。而且，尺寸嚴(yán)重限制能夠放置電抗器的地方，從而引起不靈活的安裝拓?fù)洹?/p>

發(fā)明內(nèi)容

目的是提供具有小型電抗器的功率變換器。

根據(jù)第一方面，提供用于在高電壓DC連接和高電壓AC連接之間傳輸功率的功率變換器。功率變換器包括功率變換器組合件，該功率變換器組合件包括：串聯(lián)地連接在DC連接的正端子和負(fù)端子之間的第一變換器臂、第一電抗器、第二電抗器和第二變換器臂。高電壓AC連接提供在第一變換器臂和第二變換器臂之間。變換器臂的每一個(gè)包括多個(gè)變換器單元，并且變換器單元的每一個(gè)包括開關(guān)元件和能量存儲(chǔ)元件。第一電抗器和第二電抗器都是充油電抗器。

與使單個(gè)開關(guān)(例如晶閘管)取代相應(yīng)變換器臂相比，具有變換器單元的變換器臂(也被稱為多級(jí)變換器)的使用允許變換器單元的每一個(gè)的個(gè)別控制，因此每個(gè)開關(guān)導(dǎo)致AC連接上的相對(duì)小電壓階躍。降低的電壓差使多級(jí)變換器結(jié)構(gòu)容許電抗器中的更大的寄生電容。這允許顯著小于對(duì)應(yīng)的充氣電抗器的充油電抗器的使用。

降低的尺寸例如對(duì)于其中空間被特別限制的離岸(off-shore)應(yīng)用非常重要。此外，充油電抗器的小尺寸允許更靈活的安裝，因?yàn)殡娍蛊髂軌蛟诟鞣N位置中放置。而且，具有充油電抗器的安裝對(duì)于操作者更安全，因?yàn)榭諝庵械母唠妷夯旧媳槐苊狻?/p>

AC連接可包括提供在具有開口端的外殼內(nèi)的導(dǎo)體，從而在AC連接被連接時(shí)允許充油AC連接。開口端可形成套管的一部分。這種實(shí)施例允許到諸如開關(guān)設(shè)備或變壓器的充油連接，這進(jìn)一步增加安全性。

功率變換器可進(jìn)一步包括串聯(lián)地布置在DC連接的正端子和負(fù)端子之間的DC側(cè)電容器。

變換器單元可以是全橋變換器單元。

變換器單元可以是半橋變換器單元。

可選地，變換器單元能夠是形成多級(jí)橋配置的一部分的任何其他類型的單元。

第一電抗器和第二電抗器都可以提供有鐵芯。鐵芯增加效率并且降低周圍磁場(chǎng)。

功率變換器可包括用于在公共高電壓DC連接和三相高電壓AC連接之間的連接的三個(gè)功率變換器組合件。這實(shí)現(xiàn)三相功率變換器。

一般來(lái)說(shuō)，權(quán)利要求書中所使用的所有術(shù)語(yǔ)要根據(jù)它們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域中的普通含義來(lái)解釋，除非本文另有明確限定。對(duì)于“一/一個(gè)/該元件、設(shè)備、組件、部件、步驟等”的所有參考要公開地解釋為指的是元件、設(shè)備、組件、部件、步驟等的至少一個(gè)實(shí)例，除非另有明確規(guī)定。除非明確規(guī)定，本文所公開的任何方法的步驟不必以所公開的精確的順序來(lái)執(zhí)行。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在參考附圖通過(guò)示例來(lái)描述本發(fā)明，附圖中：

圖1是用于在DC和AC之間變換功率的單相功率變換器的示意圖；