專利名稱：在交流電壓供電網(wǎng)中維持電壓的裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域。它涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求前序部分的用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)中維持電壓的裝置和操作這種裝置的方法。
現(xiàn)有技術(shù)如今在單相或多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)中用于補(bǔ)償如由于短路或負(fù)載變化發(fā)生的電壓暫降的傳統(tǒng)裝置，尤其是轉(zhuǎn)換電路，通常連接在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)和電力負(fù)載之間。例如，在US 5,099,410中詳細(xì)說(shuō)明了這樣一種在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)中保持電壓的裝置，其中詳細(xì)說(shuō)明了一種具有彼此并聯(lián)的第一分流對(duì)和第二分流對(duì)的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，每個(gè)分流對(duì)都是由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)。此外，第一分流對(duì)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一接線端子，電力負(fù)載通常連接到該第一接線端子。此外，第二分流對(duì)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二接線端子，通常交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)的電源與之相連。此外，還提供了由兩個(gè)串聯(lián)電容器構(gòu)成的電能存儲(chǔ)器。
根據(jù)US 5,099,410的裝置體現(xiàn)為用于單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，該裝置一方面用于升高電壓，尤其是為了給電力負(fù)載供電而將電壓加倍，另一方面作為給負(fù)載不間斷供電的裝置，如果電源電壓下降，則以在連接到局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一接線端子的負(fù)載上建立基本上等于電源額定電壓的方式驅(qū)動(dòng)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
關(guān)于根據(jù)US 5,099,410的裝置，其問(wèn)題是盡管在電源電壓下降的情況下有可能通過(guò)后備電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)電力負(fù)載的不間斷供電，但是這種下降電壓的后備只在大約幾毫秒的很短時(shí)間內(nèi)可能存在。盡管可以通過(guò)設(shè)計(jì)具有大容量的電能存儲(chǔ)器或利用電容器或電池形式的附加電能存儲(chǔ)器的方式來(lái)延長(zhǎng)這個(gè)時(shí)間，但是能量存儲(chǔ)器的這種設(shè)計(jì)或附加能量存儲(chǔ)器的提供使得需要相當(dāng)大的空間，并且在材料、安裝和母線布置方面都會(huì)帶來(lái)增加的費(fèi)用。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是詳細(xì)說(shuō)明一種用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)中保持電壓的裝置，在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)電源電壓下降的情況下能夠使下降電壓的后備維持較長(zhǎng)時(shí)間，此外，還具有一種特別簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)，使所需空間及材料、安裝和母線布置方面的裝置費(fèi)用都最小化。此外，本發(fā)明還詳細(xì)說(shuō)明了一種簡(jiǎn)單有效地操作根據(jù)本發(fā)明裝置的方法。這些目的是通過(guò)權(quán)利要求1和17的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在從屬權(quán)利要求中說(shuō)明了本發(fā)明的有利開(kāi)發(fā)。
在本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)中保持電壓的裝置中，提供了具有彼此并聯(lián)的第一分流對(duì)和第二分流對(duì)及與分流對(duì)并聯(lián)的電能存儲(chǔ)器的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，每個(gè)分流對(duì)都是由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)。此外，第一分流對(duì)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一接線端子。此外，第二分流對(duì)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二接線端子。根據(jù)本發(fā)明，該局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還具有由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的第三分流對(duì)，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，第三分流對(duì)與第一和第二分流對(duì)并聯(lián)，第三分流對(duì)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第三接線端子。在局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過(guò)第二和第三接線端子與之連接的交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)-例如有擾動(dòng)的-電源電壓下降的情況下，第二和第三分流對(duì)有利地使得有可能從所述交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)的故障電源吸收用于給電能存儲(chǔ)器充電的電能，同時(shí)，利用第一和第二分流對(duì)，通過(guò)從電能存儲(chǔ)器吸收電能，備份第一接線端子的電壓，從而有可能長(zhǎng)時(shí)間保證連接到第一接線端子的電力負(fù)載的供電。因此，有可能不需要，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，設(shè)計(jì)具有大容量的電能存儲(chǔ)器或電容器或電池形式的附加能量存儲(chǔ)器，因此根據(jù)本發(fā)明的裝置只需要較小空間，在材料、安裝和母線布置方面的小費(fèi)用是顯著的，因而是很簡(jiǎn)單的，不需要特殊的保持，而且是很經(jīng)濟(jì)的。
在本發(fā)明操作用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)中保持電壓的裝置的方法中，在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)電源的電壓下降的情況下，局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一和第二分流對(duì)是以電源額定電壓基本上固定在局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)第一接線端子的方式驅(qū)動(dòng)的，其中所述電源連接到局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。這種設(shè)置是通過(guò)在局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一接線端子和第二接線端子之間加補(bǔ)償電壓有利實(shí)現(xiàn)的，該補(bǔ)償電壓可以補(bǔ)償電壓的下降。此外，根據(jù)本發(fā)明，第二和第三分流對(duì)是以電能存儲(chǔ)器由電源進(jìn)行充電的方式驅(qū)動(dòng)的。有利地，充電操作和對(duì)電壓下降的補(bǔ)償基本上是同時(shí)進(jìn)行的。能夠通過(guò)這種第一、第二和第三分流對(duì)驅(qū)動(dòng)有利實(shí)現(xiàn)的是，一方面，用于給能量存儲(chǔ)器充電的電能依舊可以從電壓下降的故障電源中吸收，同時(shí)，將第一接線端子的電壓設(shè)置成基本上等于電源額定電壓值有利地導(dǎo)致有可能長(zhǎng)時(shí)間保證對(duì)連接到第一接線端子的電力負(fù)載供電的后備電壓。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得可以非常簡(jiǎn)單有效地操作根據(jù)本發(fā)明的裝置。
通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明優(yōu)選代表性實(shí)施方案的詳細(xì)描述并聯(lián)系相應(yīng)附圖，本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得很明顯。
附圖簡(jiǎn)述

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，尤其是單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，中保持電壓的裝置的第一種實(shí)施方案，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，尤其是單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，中保持電壓的裝置的第二種實(shí)施方案，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，尤其是多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，中保持電壓的裝置的第三種實(shí)施方案，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，尤其是多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)，中保持電壓的裝置的第四種實(shí)施方案。
附圖中所用的標(biāo)號(hào)及它們的含義在標(biāo)識(shí)列表中進(jìn)行概述。原則上，附圖中相同的部分給出相同的標(biāo)號(hào)。所述實(shí)施方案代表本發(fā)明主旨的實(shí)例，但沒(méi)有限制作用。
發(fā)明的表現(xiàn)形式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，尤其是單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，中保持電壓的裝置的第一種實(shí)施方案。根據(jù)圖1，交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1具有關(guān)聯(lián)的電源19。根據(jù)圖1，提供了局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，具有彼此并聯(lián)的第一分流對(duì)13和第二分流對(duì)14及與分流對(duì)13、14并聯(lián)的電能存儲(chǔ)器4，每個(gè)分流對(duì)13、14都是由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)。優(yōu)選地用一個(gè)電容器來(lái)作電能存儲(chǔ)器4，與現(xiàn)有技術(shù)中已知的由兩個(gè)串聯(lián)電容器構(gòu)成的電能存儲(chǔ)器相比，所述電容器代表一種簡(jiǎn)化和空間的節(jié)約。此外，第一分流對(duì)13的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一接線端子9，此外，第二分流對(duì)14的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第二接線端子5。
根據(jù)本發(fā)明，局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2還具有由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的第三分流對(duì)3，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)。根據(jù)圖1，第三分流對(duì)3與第一和第二分流對(duì)13、14并聯(lián)，第三分流對(duì)3的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第三接線端子18。根據(jù)圖1，電力負(fù)載10連接到第一接線端子9和第三接線端子18。此外，電源19連接到第二接線端子5和第三接線端子18。能夠利用第二分流對(duì)14和第三分流對(duì)3有利實(shí)現(xiàn)的是在電源19的電壓由于電源19故障或擾動(dòng)而下降的情況下，依舊能夠從后者吸收一定數(shù)量的電能并給電能存儲(chǔ)器4充電。同時(shí)，利用第一和第二分流對(duì)13、14，在第一接線端子9及，尤其是在單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1的情況下，第一接線端子9和第三接線端子18之間的電壓可以通過(guò)從電能存儲(chǔ)器4吸收電能來(lái)備份，即，被設(shè)置為并保持基本上等于電源19的額定電壓值，從而可以實(shí)現(xiàn)電力負(fù)載10的電源到第一接線端子9及，尤其是在單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1的情況下，到第一接線端子9和第三接線端子18的連接并保證很長(zhǎng)時(shí)間。此外，能夠利用第二分流對(duì)14和第三分流對(duì)3有利實(shí)現(xiàn)的是在電源19的電壓由于電源19故障或擾動(dòng)而超過(guò)電源19的額定電壓的情況下，能夠從后者吸收多余的電能并給電能存儲(chǔ)器4充電。同時(shí)，利用第一和第二分流對(duì)13、14，第一接線端子9的電壓可以設(shè)置為并保持基本上等于電源19的額定電壓值，從而可以實(shí)現(xiàn)電力負(fù)載10的電源到第一接線端子9的連接并保證很長(zhǎng)時(shí)間。
根據(jù)圖1，根據(jù)本發(fā)明的裝置還具有一個(gè)連接在第一接線端子9和第二接線端子5之間的可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)7。在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1的正常工作中，即，當(dāng)電源19的電壓沒(méi)有下降時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)7是閉合的，從而第一接線端子9和第二接線端子5彼此相連，且電力負(fù)載10有利地直接連接到電源19并由后者供電。利用現(xiàn)有技術(shù)中已知的用于保持電壓的裝置，在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1正常工作期間利用電源19直接給電力負(fù)載10供電是不可能的。此外，根據(jù)本發(fā)明，第一電感線圈6連接在第二分流對(duì)14的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第二接線端子5之間，該電感有利地用于平滑流經(jīng)第二接線端子5的電流。此外，根據(jù)圖1，第二電感線圈8連接在第一分流對(duì)13的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第一接線端子9之間，該電感有利地用于平滑流經(jīng)第一接線端子9的電流。此外，根據(jù)圖1，第三電感線圈23連接在第三分流對(duì)3的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第三接線端子18之間，該電感有利地用于平滑流經(jīng)第三接線端子18的電流。
根據(jù)圖1，該局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有與第一、第二和第三分流對(duì)13、14和3并聯(lián)的蓄電池存儲(chǔ)器17，它是可選的，用來(lái)提供附加的電能，這使得在電源19的電壓下降或超過(guò)額定電壓的情況下，還有可能實(shí)現(xiàn)第一接線端子9電壓備份時(shí)間有利的延長(zhǎng)。作為一種可選方案，蓄電池存儲(chǔ)器17有利地是由一個(gè)或多個(gè)具有很高電容的電容器，即所謂的“超級(jí)電容器”，構(gòu)成的。
根據(jù)圖2，在用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，尤其是單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，中保持電壓的裝置的第二種實(shí)施方案中，局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的第四分流對(duì)22，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，并且第四分流對(duì)22與其它的分流對(duì)13、14、3并聯(lián)。與根據(jù)圖1的第一種實(shí)施方案相比，根據(jù)圖2的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的蓄電池存儲(chǔ)器17連接到第四分流對(duì)22。優(yōu)選地，蓄電池存儲(chǔ)器17通過(guò)一個(gè)電感線圈與第四分流對(duì)22的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)并聯(lián)。如上面已經(jīng)提到的，通過(guò)第四分流對(duì)22的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)，第四分流對(duì)22有利地使得有可能在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1正常工作，即電源19的電壓沒(méi)有下降，的情況下給蓄電池存儲(chǔ)器17充電。在電源19的電壓下降的情況下，通過(guò)第四分流對(duì)22的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)以目標(biāo)方式，即當(dāng)需要時(shí)或根據(jù)電壓下降幅度和時(shí)間，相應(yīng)驅(qū)動(dòng)，可以從蓄電池存儲(chǔ)器17提供電能，因此，在電源19的電壓下降的情況下，有利地有可能實(shí)現(xiàn)第一接線端子9電壓備份時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)。此外，利用第四分流對(duì)22，可以選擇蓄電池存儲(chǔ)器17的電壓為小，從而蓄電池存儲(chǔ)器17不需要或只需要很少的串聯(lián)蓄電池組電池。此外，通過(guò)利用第四分流對(duì)22設(shè)置蓄電池存儲(chǔ)器17的電壓，可以有利地延長(zhǎng)蓄電池存儲(chǔ)器17的使用壽命。
為了改善供電網(wǎng)絡(luò)的擾動(dòng)，即，為了減少不期望的振蕩，尤其是關(guān)于由根據(jù)本發(fā)明裝置引起的電源19電壓的諧波，圖1和圖2中所示的第一濾波器20可選地連接在第三接線端子18和第二接線端子5之間，該濾波器是由彼此串聯(lián)的第一濾波電容器16和第一濾波電阻15構(gòu)成的。此外，由彼此串聯(lián)的第二濾波電容器11和第二濾波電阻12構(gòu)成的第二濾波器21可選地連接在第三接線端子18和第一接線端子9之間。所述第二濾波器21有利地用于在第一接線端子9產(chǎn)生盡可能為正弦波的電壓。此外，由彼此串聯(lián)的第三濾波電容器24和第三濾波電阻2 5構(gòu)成的第三濾波器26可選地連接在第三接線端子18和第三電感線圈23之間。所述第三濾波器26同樣有利地用于在第一接線端子9產(chǎn)生盡可能為正弦波的電壓。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，尤其是多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，中保持電壓的裝置的第三種實(shí)施方案，根據(jù)圖3的交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1利用三相結(jié)構(gòu)的實(shí)例來(lái)體現(xiàn)，即具有三相R、S、T及與每一相R、S、T關(guān)聯(lián)的各電源19。根據(jù)圖1或圖2的上述實(shí)施方案，對(duì)每一相R、S、T都提供局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，第三接線端子18優(yōu)選地彼此相連。此外，根據(jù)圖3，對(duì)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，第一濾波器20連接在第二接線端子5和第三接線端子18之間。作為根據(jù)圖3第三接線端子18優(yōu)選地彼此相連的結(jié)果和作為第一濾波器20連接在第二接線端子5和第三接線端子18之間的結(jié)果，根據(jù)圖3的所有第一濾波器20也彼此相連。作為圖3的一種可選方案，第一濾波器20只連接到每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第二接線端子5，第一濾波器20彼此相連，而第三接線端子18優(yōu)選地彼此相連。關(guān)于濾波器20，例如，第一濾波器20的這種布置在根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1中保持電壓的裝置的第四種實(shí)施方案中示出，下面詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明裝置的第四種實(shí)施方案。
此外，在根據(jù)圖3裝置的實(shí)施方案的情況下，對(duì)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，第二濾波器21連接到第一接線端子9，如已經(jīng)描述過(guò)的，第二濾波器21由彼此串聯(lián)的第二濾波電容器11和第二濾波電阻12構(gòu)成。根據(jù)圖3，第二濾波器21彼此相連。在根據(jù)圖3的實(shí)施方案的情況下，根據(jù)圖1和圖2的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第三濾波器26有利地可以選擇忽略。此外，所有的電源19都彼此相連，并在連接點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)中性點(diǎn)接線端子N。根據(jù)圖3的該中性點(diǎn)接線端子N可選地連接到第三接線端子18的連接點(diǎn)和第二濾波器21的連接點(diǎn)，該可選連接由圖3中虛線示出的連接來(lái)表示。除了在根據(jù)圖1和圖2實(shí)施方案情況下已經(jīng)提到的優(yōu)點(diǎn)，在根據(jù)圖3的實(shí)施方案的情況下，由于該可選連接，每個(gè)第一濾波器20和每個(gè)第二濾波器21都有利地等于電源19中性點(diǎn)接線端子N的電勢(shì)。通過(guò)實(shí)例，如果使中性點(diǎn)接線端子N遠(yuǎn)離第三接線端子18或第一濾波器20或第二濾波器21，從而只能很困難地接近或不可接近，那么就不需要該連接了。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，尤其是多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，中保持電壓的裝置的第四種實(shí)施方案，該裝置與上述根據(jù)圖3的實(shí)施方案的效果不同，每一相R、S、T所關(guān)聯(lián)的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的每個(gè)第三接線端子18都連接到另一相R、S、T的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第二接線端子5。根據(jù)圖4，第一濾波器20連接到每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第二接線端子5，第一濾波器20彼此相連。此外，根據(jù)圖4，關(guān)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，第二濾波器21連接到第一接線端子9，第二濾波器21彼此相連。除了根據(jù)圖3的實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)圖4裝置的實(shí)施方案的優(yōu)點(diǎn)還在于對(duì)于每個(gè)中性點(diǎn)接線端子N，第三接線端子18和第二濾波器21連接點(diǎn)的連接都可以省卻。此外，在任一相R、S、T的電源19的電壓下降的情況下，都可以從另一相R、S、T的電源19吸收能量，然后可以，如在根據(jù)圖1和圖2實(shí)施方案的情況下已經(jīng)描述過(guò)的，有利地用于備份受電壓下降所影響的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一接線端子9的電壓。
關(guān)于根據(jù)圖3和圖4的實(shí)施方案，也有可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)7連接在第一接線端子9和第二接線端子5之間，但為了清晰，所述隔離開(kāi)關(guān)在圖3和圖4中沒(méi)有說(shuō)明。
已經(jīng)證明，在每種情況下選擇第一濾波電阻15、第二濾波電阻12和第三濾波電阻25在0歐姆到1000歐姆之間都是特別有利的。
總體而言，根據(jù)本發(fā)明的裝置只需要較小空間，在材料、安裝和母線布置方面的小費(fèi)用是顯著的，因而是很簡(jiǎn)單的，不需要特殊的保持，而且是很經(jīng)濟(jì)的。此外，根據(jù)圖3或圖4實(shí)施方案的根據(jù)本發(fā)明的裝置使得如果在一相或多相R、S、T中發(fā)生過(guò)電壓，則有可能影響所述一相或多相R、S、T中的電壓。在這種情況下，局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2將電能從受影響的一相或多相R、S、T傳回到電能存儲(chǔ)器4和/或蓄電池存儲(chǔ)器17，從而可以有利地減小過(guò)電壓。
關(guān)于用來(lái)操作根據(jù)本發(fā)明裝置的根據(jù)本發(fā)明的方法，其中該裝置用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1中保持電壓，在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1電源19的電壓下降的情況下，以所關(guān)聯(lián)電源19的額定電壓基本上固定在局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2第一接線端子9及，尤其是在單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1的情況下，第一接線端子9和第三接線端子18之間的方式驅(qū)動(dòng)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一和第二分流對(duì)13、14。這種設(shè)置是通過(guò)在局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一接線端子9和第二接線端子5之間加補(bǔ)償電壓來(lái)有利地實(shí)現(xiàn)的，該補(bǔ)償電壓可以補(bǔ)償電壓的下降。此外，以電能存儲(chǔ)器4由所關(guān)聯(lián)電源19進(jìn)行充電的方式驅(qū)動(dòng)第二和第三分流對(duì)14、3。能量存儲(chǔ)器4的充電操作和對(duì)電壓下降的補(bǔ)償優(yōu)選地是基本上同時(shí)進(jìn)行的。利用第一、第二和第三分流對(duì)13、14、3的這種驅(qū)動(dòng)，用于給能量存儲(chǔ)器4充電的電能依舊可以有利地從故障或擾動(dòng)電源19來(lái)吸收，同時(shí)還可以獲得第一接線端子9的后備電壓，此外，通過(guò)設(shè)置第一接線端子9的電壓基本上等于電源19的額定電壓值，可以長(zhǎng)時(shí)間保持電力負(fù)載10的電源連接到第一接線端子9。
在下文中，首先在電源19電壓沒(méi)有下降的情況下更加詳細(xì)地解釋用來(lái)操作根據(jù)本發(fā)明裝置的根據(jù)本發(fā)明的方法，其中該裝置用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1中保持電壓。在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1的正常工作中，即當(dāng)電源19的電壓沒(méi)有下降時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，連接在第一接線端子9和第二接線端子5之間的可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)7是閉合的。根據(jù)本發(fā)明，在所關(guān)聯(lián)電源19的電壓沒(méi)有下降的情況下，根據(jù)根據(jù)圖1的根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施方案的第二和第三分流對(duì)14、3，或者根據(jù)根據(jù)圖3或圖4的根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施方案的每個(gè)第二和第三分流對(duì)14、3，都是以優(yōu)選地為每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2提供并與各分流對(duì)13、14、3并聯(lián)的蓄電池存儲(chǔ)器17由所關(guān)聯(lián)電源19進(jìn)行充電的方式驅(qū)動(dòng)的。這有利地可以利用在電源19沒(méi)有故障的情況下可以從各電源19獲得足夠電能用于給對(duì)應(yīng)蓄電池存儲(chǔ)器17充電的事實(shí)，因此，除了電能存儲(chǔ)器4，電能還可以存儲(chǔ)在蓄電池存儲(chǔ)器17中，在電源19的電壓下降的情況下，可以提供其用于備份第一接線端子9的電壓。
此外，根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法，在所關(guān)聯(lián)電源19的電壓沒(méi)有下降的情況下，在根據(jù)圖2裝置的情況下局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第四分流對(duì)22，或者在根據(jù)圖3或圖4裝置的情況下每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第四分流對(duì)22都是以給連接到第四分流對(duì)22的蓄電池存儲(chǔ)器17充電的方式驅(qū)動(dòng)的。如上面根據(jù)圖1關(guān)于同分流對(duì)13、14、3并聯(lián)的蓄電池存儲(chǔ)器17已經(jīng)提到的，這同樣有利地利用在電源19沒(méi)有故障的情況下可以從各電源19獲得足夠電能用于給對(duì)應(yīng)蓄電池存儲(chǔ)器17充電的事實(shí)，因此，除了電能存儲(chǔ)器4，電能還可以存儲(chǔ)在蓄電池存儲(chǔ)器17中。在電源19的電壓下降的情況下，為了備份第一接線端子9的電壓，有利地可以在除一種目標(biāo)方式之外還利用第四分流對(duì)22的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)從蓄電池存儲(chǔ)器17提供電能。此外，利用第四分流對(duì)22，可以選擇蓄電池存儲(chǔ)器17的電壓為低，從而蓄電池存儲(chǔ)器17不需要或只需要很少的串聯(lián)蓄電池組電池。此外，作為利用第四分流對(duì)22設(shè)置蓄電池存儲(chǔ)器17電壓的結(jié)果，可以有利地延長(zhǎng)蓄電池存儲(chǔ)器17的使用壽命。
此外，在所關(guān)聯(lián)電源19的電壓沒(méi)有下降的情況下，根據(jù)圖1或圖2局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，或者根據(jù)圖3或圖4每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一分流對(duì)13和第二分流對(duì)14是同步驅(qū)動(dòng)的，而根據(jù)圖1或圖2局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，或者根據(jù)圖3或圖4每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第三分流對(duì)3是以局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2或每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一接線端子9的電壓關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源19的電壓的至少一次諧波振蕩基本上得到補(bǔ)償?shù)姆绞津?qū)動(dòng)的。因此，有可能對(duì)出現(xiàn)在局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2或每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一接線端子9的電壓和流經(jīng)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2或每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一接線端子9的電流的任意可調(diào)頻率的振蕩執(zhí)行一種目標(biāo)有源濾波。此外，有利地可以控制供電網(wǎng)絡(luò)一側(cè)的功率因子。
此外，在所關(guān)聯(lián)電源19的電壓沒(méi)有下降的情況下，根據(jù)圖1或圖2局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，或者根據(jù)圖3或圖4每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一分流對(duì)13和第二分流對(duì)14是同步驅(qū)動(dòng)的，而根據(jù)圖1或圖2局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，或者根據(jù)圖3或圖4每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第三分流對(duì)3是以流經(jīng)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2或每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一接線端子9的可調(diào)無(wú)功功率值基本上得到補(bǔ)償?shù)姆绞津?qū)動(dòng)的。因此，有可能對(duì)流經(jīng)第一接線端子9的無(wú)功功率執(zhí)行一種目標(biāo)影響，尤其是目標(biāo)功率因子校正，其中根據(jù)本發(fā)明的裝置作為移相器來(lái)工作。
此外，在所關(guān)聯(lián)電源19的電壓沒(méi)有下降的情況下，根據(jù)圖1或圖2局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，或者根據(jù)圖3或圖4每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第一分流對(duì)13和第二分流對(duì)14是同步驅(qū)動(dòng)的，而根據(jù)圖1或圖2局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，或者根據(jù)圖3或圖4每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的第三分流對(duì)3是以在電能存儲(chǔ)器4中出現(xiàn)的電壓被校準(zhǔn)到預(yù)定期望值的方式驅(qū)動(dòng)的。該校準(zhǔn)使得有可能確保電壓的預(yù)定期望值基本上總是出現(xiàn)在電能存儲(chǔ)器4且可以很容易地利用第一、第二和第三分流對(duì)13、14和3的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)來(lái)改變這個(gè)電壓，而不需要給分流對(duì)13、14和3的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)更多的保護(hù)預(yù)防措施，例如通過(guò)對(duì)高過(guò)電壓的設(shè)計(jì)。
在下文中，關(guān)于電源19的電壓下降更加詳細(xì)地解釋用來(lái)操作根據(jù)本發(fā)明裝置的根據(jù)本發(fā)明的方法，其中該裝置用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1中保持電壓，當(dāng)參考沒(méi)有明確說(shuō)明該裝置一種實(shí)施方案的根據(jù)本發(fā)明裝置的元件時(shí)，下面詳細(xì)說(shuō)明的方法步驟涉及根據(jù)圖1至圖4裝置的所有實(shí)施方案。首先，一旦所關(guān)聯(lián)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2的對(duì)應(yīng)電源19的電壓下降，隔離開(kāi)關(guān)7就打開(kāi)，然后，如上面已經(jīng)提到的，第一分流對(duì)13和第二分流對(duì)14以電源19的額定電壓基本上設(shè)置為第一接線端子9電壓的方式驅(qū)動(dòng)。此外，第二和第三分流對(duì)14和3以電能存儲(chǔ)器4，優(yōu)選地持續(xù)，由所關(guān)聯(lián)電源19進(jìn)行充電的方式驅(qū)動(dòng)。優(yōu)選地，充電操作和對(duì)電壓下降的補(bǔ)償基本上是同時(shí)進(jìn)行的。
優(yōu)選地，當(dāng)隔離開(kāi)關(guān)7打開(kāi)時(shí)，第一分流對(duì)13和第二分流對(duì)14以流經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)7的電流，尤其是開(kāi)路電流，在小于或等于1ms的時(shí)間內(nèi)變成基本上等于0A的方式驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，這個(gè)電流有利地被引入電能存儲(chǔ)器4，因此，隔離開(kāi)關(guān)7打開(kāi)后在較小程度上被加載。
此外，流經(jīng)第二接線端子5的電流由第一電感線圈6來(lái)平滑。因此，可以有利地減少該電流中不期望的振蕩，從而產(chǎn)生這個(gè)電流整體上基本是正弦波的外形。
根據(jù)本發(fā)明，利用第一濾波器20，關(guān)于電源19電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了。因此，可以有利地改善根據(jù)本發(fā)明裝置的供電網(wǎng)絡(luò)擾動(dòng)，即可以減少不期望的振蕩，尤其是關(guān)于電源19電壓的諧波。
此外，流經(jīng)第一接線端子9的電流由第二電感線圈8來(lái)平滑，因此，可以有利地減少該電流中不期望的振蕩，從而產(chǎn)生這個(gè)電流整體上基本是正弦波的外形。
參考根據(jù)圖1和圖2的根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，利用第二濾波器21，關(guān)于電源19電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了。因此，以一種有利的方式，可以減少負(fù)載一側(cè)不期望的振蕩，尤其是關(guān)于電源19電壓的諧波，從而在第一接線端子9產(chǎn)生盡可能為正弦波的電壓。
此外，流經(jīng)第三接線端子18的電流由第三電感線圈23來(lái)平滑，因此，可以有利地減少該電流中不期望的振蕩，從而產(chǎn)生這個(gè)電流整體上基本是正弦波的外形。
參考根據(jù)圖1和圖2的根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于單相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，利用第三濾波器26，關(guān)于電源19電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了。因此，以一種有利的方式，可以減少負(fù)載一側(cè)不期望的振蕩，尤其是關(guān)于電源19電壓的諧波，從而同樣可以在第一接線端子9產(chǎn)生盡可能為正弦波的電壓。
參考根據(jù)圖3的根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，為每一相R、S、T都提供局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2及與之相連的電源19，在每種情況下，關(guān)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，利用第一濾波器20，關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源19電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第一濾波器20連接在第三接線端子18和第二接線端子5之間。在這種情況下，根據(jù)圖3，第三接線端子18彼此相連。作為關(guān)于圖3的一種可選方案并參考圖4，利用第一濾波器20，關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源19電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第一濾波器20連接到第二接線端子5，且第一濾波器20彼此相連。因而，對(duì)于多相設(shè)計(jì)的交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，也可以有利地減少不期望的供電網(wǎng)絡(luò)擾動(dòng)，尤其是關(guān)于電源19電壓的諧波。
參考根據(jù)圖3和圖4的根據(jù)本發(fā)明裝置的實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，關(guān)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)2，利用連接到第一接線端子9的第二濾波器21，關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源19電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第二濾波器21彼此相連。因此，以一種有利的方式，對(duì)于多相設(shè)計(jì)的交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1，也可以減少負(fù)載一側(cè)不期望的振蕩，尤其是關(guān)于電源19電壓的諧波，從而可以在第一接線端子9產(chǎn)生盡可能為正弦波的電壓。
總體而言，用來(lái)操作根據(jù)本發(fā)明裝置的根據(jù)本發(fā)明的方法建立了一種特別簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的解決方案，其中該裝置用于在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)1中保持電壓，利用該方法，在電源19電壓下降和電源19電壓沒(méi)有下降的情況下都可以簡(jiǎn)單有效地操作該裝置，從而可以確保在任何時(shí)候電力負(fù)載10都有足夠的電源。
參考符號(hào)列表1 交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)2 局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)3 第三分流對(duì)4 電能存儲(chǔ)器5 第二接線端子6 第一電感線圈7 可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)8 第二電感線圈9 第一接線端子10 電力負(fù)載11 第二濾波電容器12 第二濾波電阻13 第一分流對(duì)14 第二分流對(duì)15 第一濾波電阻16 第一濾波電容器17 蓄電池存儲(chǔ)器18 第三接線端子19 電源20 第一濾波器21 第二濾波器22 第四分流對(duì)23 第三電感線圈24 第三濾波電容器25 第三濾波電阻26 第三濾波器
權(quán)利要求
1.一種用于在具有局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)中保持電壓的裝置，該局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)具有彼此并聯(lián)的第一分流對(duì)(13)和第二分流對(duì)(14)及與分流對(duì)(13、14)并聯(lián)的電能存儲(chǔ)器(4)，每個(gè)分流對(duì)(13、14)都是由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，第一分流對(duì)(13)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一接線端子(9)，第二分流對(duì)(14)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第二接線端子(5)，其特征在于局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)還具有由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的第三分流對(duì)(3)，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，該第三分流對(duì)(3)與第一和第二分流對(duì)(13、14)并聯(lián)，及第三分流對(duì)(3)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第三接線端子(18)。
2.權(quán)利要求1中聲明的裝置，特征在于可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)(7)連接在第一接線端子(9)和第二接線端子(5)之間。
3.權(quán)利要求1或2中聲明的裝置，特征在于第一電感線圈(6)連接在第三分流對(duì)(3)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第二接線端子(5)之間。
4.權(quán)利要求3中聲明的裝置，特征在于由彼此串聯(lián)的第一濾波電容器(16)和第一濾波電阻(15)構(gòu)成的第一濾波器(20)連接在第三接線端子(18)和第二接線端子(5)之間。
5.前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求中聲明的裝置，特征在于第二電感線圈(8)連接在第一分流對(duì)(13)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第一接線端子(9)之間。
6.權(quán)利要求5中聲明的裝置，特征在于由彼此串聯(lián)的第二濾波電容器(11)和第二濾波電阻(12)構(gòu)成的第二濾波器(21)連接在第三接線端子(18)和第一接線端子(9)之間。
7.前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求中聲明的裝置，特征在于第三電感線圈(23)連接在第三分流對(duì)(3)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第三接線端子(18)之間。
8.權(quán)利要求7中聲明的裝置，特征在于由彼此串聯(lián)的第三濾波電容器(24)和第三濾波電阻(25)構(gòu)成的第三濾波器(26)連接在第三接線端子(18)和第三電感線圈(23)之間。
9.權(quán)利要求3中聲明的裝置，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，及第三接線端子(18)彼此相連。
10.權(quán)利要求3或5任一項(xiàng)中聲明的裝置，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，及任一相(R、S、T)所關(guān)聯(lián)的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的每個(gè)第三接線端子(18)都連接到另一相(R、S、T)的局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第二接線端子(5)。
11.權(quán)利要求3、9或10任一項(xiàng)中聲明的裝置，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，由彼此串聯(lián)的第一濾波電容器(16)和第一濾波電阻(15)構(gòu)成的第一濾波器(20)連接到第二接線端子(5)，及第一濾波器(20)彼此相連。
12.權(quán)利要求5中聲明的裝置，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，由彼此串聯(lián)的第一濾波電容器(16)和第一濾波電阻(15)構(gòu)成的第一濾波器(20)連接在各局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第三接線端子(18)和第二接線端子(5)之間。
13.權(quán)利要求5、9或10任一項(xiàng)中聲明的裝置，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，由彼此串聯(lián)的第二濾波電容器(11)和第二濾波電阻(12)構(gòu)成的第二濾波器(21)連接到各局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一接線端子(9)，及第二濾波器(21)彼此相連。
14.權(quán)利要求9中聲明的裝置，特征在于局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的電源(19)彼此相連，且該連接點(diǎn)構(gòu)成中性點(diǎn)接線端子(N)，第三接線端子(18)的連接點(diǎn)連接到該中性點(diǎn)接線端子(N)。
15.權(quán)利要求13中聲明的裝置，特征在于局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的電源(19)彼此相連，且該連接點(diǎn)構(gòu)成中性點(diǎn)接線端子(N)，第二濾波器(21)的連接點(diǎn)連接到該中性點(diǎn)接線端子(N)。
16.前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求中聲明的裝置，特征在于提供一個(gè)電容器作為電能存儲(chǔ)器(4)。
17.權(quán)利要求1-16任一項(xiàng)中聲明的裝置，特征在于局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)具有與分流對(duì)(13、3、14)并聯(lián)的蓄電池存儲(chǔ)器(17)。
18.權(quán)利要求1-16任一項(xiàng)中聲明的裝置，特征在于局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)具有由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的第四分流對(duì)(22)，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，該第四分流對(duì)(22)與其它分流對(duì)(13、14、3)并聯(lián)，還在于蓄電池存儲(chǔ)器(17)連接到第四分流對(duì)(22)。
19.一種用于操作在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)中保持電壓的裝置的方法，其中，在交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)電源(19)的電壓下降的情況下，局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)以電源(19)的額定電壓基本上固定在局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)第一接線端子(9)電壓的方式驅(qū)動(dòng)，其中所述電源連接到局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)具有彼此并聯(lián)的第一分流對(duì)(13)和第二分流對(duì)(14)及與分流對(duì)(13、14)并聯(lián)的電能存儲(chǔ)器(4)，每個(gè)分流對(duì)(13、14)都是由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，第一分流對(duì)(13)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一接線端子(9)，第二分流對(duì)(14)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第二接線端子(5)，其特征在于第一分流對(duì)(13)和第二分流對(duì)(14)以電源(19)的額定電壓基本上設(shè)置為第一接線端子(9)電壓的方式驅(qū)動(dòng)，及局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第二分流對(duì)(14)和第三分流對(duì)(3)以電能存儲(chǔ)器(4)由電源(19)進(jìn)行充電的方式驅(qū)動(dòng)，其中第三分流對(duì)(3)是由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，第三分流對(duì)(3)與第一和第二分流對(duì)(13、14)并聯(lián)，第三分流對(duì)(3)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第三接線端子(18)。
20.權(quán)利要求19中聲明的方法，特征在于當(dāng)電源(19)中的電壓下降時(shí)，連接在第一接線端子(9)和第二接線端子(5)之間的可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)(7)打開(kāi)。
21.權(quán)利要求20中聲明的方法，特征在于一旦可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)(7)打開(kāi)，第一分流對(duì)(13)和第二分流對(duì)(14)就以流經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)(7)的電流在小于或等于1ms的時(shí)間內(nèi)變成基本上等于0A的方式驅(qū)動(dòng)。
22.權(quán)利要求19-21任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于流經(jīng)第二接線端子(5)的電流由連接在第二分流對(duì)(14)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第二接線端子(5)之間的第一電感線圈(6)來(lái)平滑。
23.權(quán)利要求22中聲明的方法，特征在于利用第一濾波器(20)，關(guān)于電源(19)電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第一濾波器(20)連接在第一接線端子(9)和第二接線端子(5)之間，由彼此串聯(lián)的第一濾波電容器(16)和第一濾波電阻(15)構(gòu)成。
24.權(quán)利要求19-23任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于流經(jīng)第一接線端子(9)的電流由連接在第一分流對(duì)(13)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第一接線端子(9)之間的第二電感線圈(8)來(lái)平滑。
25.權(quán)利要求24中聲明的方法，特征在于利用第二濾波器(21)，關(guān)于電源(19)電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第二濾波器(21)連接在第三接線端子(18)和第一接線端子(9)之間，由彼此串聯(lián)的第二濾波電容器(11)和第二濾波電阻(12)構(gòu)成。
26.權(quán)利要求19-25任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于流經(jīng)第三接線端子(18)的電流由連接在第三分流對(duì)(3)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)和第三接線端子(18)之間的第三電感線圈(23)來(lái)平滑。
27.權(quán)利要求26中聲明的方法，特征在于利用第三濾波器(26)，關(guān)于電源(19)電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第三濾波器(26)連接在第三接線端子(18)和第三電感線圈(23)之間，由彼此串聯(lián)的第三濾波電容器(24)和第三濾波電阻(25)構(gòu)成。
28.權(quán)利要求19-21任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)及與每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)連接的電源(19)，對(duì)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，利用第一濾波器(20)，關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源(19)電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第一濾波器(20)連接在第三接線端子(18)和第二接線端子(5)之間，由彼此串聯(lián)的第一濾波電容器(16)和第一濾波電阻(15)構(gòu)成，第三接線端子(18)彼此相連。
29.權(quán)利要求19-21任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)及與每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)連接的電源(19)，對(duì)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，利用第一濾波器(20)，關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源(19)電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第一濾波器(20)連接到第二接線端子(5)，由彼此串聯(lián)的第一濾波電容器(16)和第一濾波電阻(15)構(gòu)成，第一濾波器(20)彼此相連。
30.權(quán)利要求19-21或24任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于對(duì)多相交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)(1)，為每一相(R、S、T)都提供一個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)及與每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)連接的電源(19)，對(duì)于每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)，利用第二濾波器(21)，關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源(19)電壓的至少一次諧波基本上被濾掉了，其中第二濾波器(21)連接到第一接線端子(9)，由彼此串聯(lián)的第二濾波電容器(11)和第二濾波電阻(12)構(gòu)成，第二濾波器(21)彼此相連。
31.權(quán)利要求19-30任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于在所關(guān)聯(lián)電源(19)的電壓沒(méi)有下降的情況下，可驅(qū)動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)(7)是閉合的。
32.權(quán)利要求31中聲明的方法，特征在于在所關(guān)聯(lián)電源(19)的電壓沒(méi)有下降的情況下，第二和第三分流對(duì)(14、3)中的每一個(gè)都是以蓄電池存儲(chǔ)器(17)由所關(guān)聯(lián)電源(19)進(jìn)行充電的方式驅(qū)動(dòng)的，其中為每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)提供蓄電池存儲(chǔ)器(17)并與各分流對(duì)(13、3、14)并聯(lián)。
33.權(quán)利要求31中聲明的方法，特征在于在所關(guān)聯(lián)電源(19)的電壓沒(méi)有下降的情況下，每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第四分流對(duì)(22)是以給連接到第四分流對(duì)(22)的蓄電池存儲(chǔ)器(17)充電的方式驅(qū)動(dòng)的，其中第四分流對(duì)(22)由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，且第四分流對(duì)(22)與各分流對(duì)(13、14、3)并聯(lián)。
34.權(quán)利要求31-33任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于在所關(guān)聯(lián)電源(19)的電壓沒(méi)有下降的情況下，每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一分流對(duì)(13)和第二分流對(duì)(14)被同步驅(qū)動(dòng)，而每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第三分流對(duì)(3)以出現(xiàn)在每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一接線端子(9)的電壓關(guān)于所關(guān)聯(lián)電源(19)的電壓的至少一次諧波振蕩基本上得到補(bǔ)償?shù)姆绞津?qū)動(dòng)。
35.權(quán)利要求31-34任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于在所關(guān)聯(lián)電源(19)的電壓沒(méi)有下降的情況下，每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一分流對(duì)(13)和第二分流對(duì)(14)被同步驅(qū)動(dòng)，而每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第三分流對(duì)(3)以流經(jīng)每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一接線端子(9)的可調(diào)無(wú)功功率值基本上得到補(bǔ)償?shù)姆绞津?qū)動(dòng)。
36.權(quán)利要求31-35任一項(xiàng)中聲明的方法，特征在于在所關(guān)聯(lián)電源(19)的電壓沒(méi)有下降的情況下，每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第一分流對(duì)(13)和第二分流對(duì)(14)被同步驅(qū)動(dòng)，而每個(gè)局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(2)的第三分流對(duì)(3)以出現(xiàn)在電能存儲(chǔ)器(4)中的電壓被校準(zhǔn)到預(yù)定期望值的方式驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于在包括局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的交流電壓供電網(wǎng)絡(luò)中保持電壓的裝置，局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有彼此并聯(lián)的第一分流對(duì)和第二分流對(duì)及與分流對(duì)并聯(lián)的電能存儲(chǔ)器，每個(gè)分流對(duì)由兩個(gè)串聯(lián)的可驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成，每一對(duì)分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，第一分流對(duì)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第一接線端子，第二分流對(duì)的則構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第二接線端子。局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還具有第三分流對(duì)，在每一對(duì)中都分別有一個(gè)二極管與每個(gè)功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)反向并聯(lián)，第三分流對(duì)與第一和第二分流對(duì)并聯(lián)，且第三分流對(duì)的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)構(gòu)成局部轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的第三接線端子。此外，還公開(kāi)了一種操作該裝置的方法。
文檔編號(hào)H02J3/18GK1490914SQ0315846
公開(kāi)日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月10日
發(fā)明者P·施泰默, P 施泰默 申請(qǐng)人:Abb瑞士有限公司