[发明专利]能量转换系统的电磁屏蔽结构和相关方法

说明书

技术领域

本发明公开的实施方式涉及系统和方法，特别涉及一种改进的供能量转换系统使用的电磁屏蔽结构和相关方法。

背景技术

通常被用来执行能量变换操作的变流器(Converter)，尤其是多电平变流器，例如，三电平变流器等，由于其较好的输出波形品质以及较高的耐压能力，在很多工业领域取得逐渐广泛的应用。例如，多电平变流器已经被应用在机车或者泵等装置中，其被用来执行直流能量到交流能量的转换操作，以给负载，例如，给交流电机提供单相或者多相的交流输出电压。另外，多电平变流器还被应用在能源发电装置中，例如，应用在风力发电装置和太阳能发电装置中，其被用来执行直流能量到交流能量的转换操作，以提供单相或者多相的交流电压，以供电网传输和配送。

一般而言，多电平变流器包括多个开关元件/器件，例如，绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistors，IGBT)和集成门极换流晶闸管(Integrated Gate Commutated Thyristors，IGCT)等，这些开关元件/器件可以在特定样式或序列的脉冲信号的作用下进行开启和闭合的动作，以执行能量变换的操作，并提供单相或者多相输出信号，例如交流电流输出。在实际的运作过程中，通常期望该单相或者多相交流电流输出信号具有较好的波形品质，例如完美的正弦波形。然而，由于变流器中开关器件总是要执行一定的开关动作，其输出信号不可避免地会产生一个或者多个谐波信号，该一个或者多个谐波信号叠加在基波信号之上。当该基波信号和谐波信号通过一条或者多条传导线路时，例如通过导电条(Bus-bar)传输给负载时，该传导线路会向外发射/辐射电磁信号或者电磁波，该电磁信号或者电磁波在空间传播并散播到周围环境可能会对一个或者多个其他电子元件构成电磁干扰。为了满足一些工业安全标准或者规范，以使得特定装置向外辐射的电磁波量在允许的辐射量之下，一种通常的做法是构建一种例如由铁材料制成的箱体或者柜体，该箱体或者柜体可以对其内部产生的电磁辐射信号进行屏蔽或者抑制，使得对外辐射的电磁波量在可以接收的标准量级之下。一般而言，铁材料制成的箱体或者柜体在接收到内部产生的电磁辐射时，会感应出涡电流(Eddy Current)，该涡电流会在箱体或者柜体内流动时产生热能，从而至少将部分电磁辐射能转换成热能，以实现电磁屏蔽或者抑制。另外，由于存在趋肤效应(Skin Effect)，当电磁辐射的频率增加时，感应涡电流倾向于集中在箱体或者柜体的内表面，由此会造成感应涡电流在箱体或者柜体处产生更多的热损耗，从而使箱体或者柜体的温度显著升高。当现有的散热系统的不具有足够的散热性能时，被指派去对箱体或者柜体内的一个或者多个元件执行特定操作的人员，可能被热的箱体或者柜体烫伤。此外，在一些场合下，变流器可能被要求提供高输出电流，该高输出电流会产生强度更大的电磁辐射，从而使得涡电流和因此而在箱体或者柜体产生的热损耗变得更大。

因此，迫切有必要提供一种改进的供能量转换系统使用的电磁屏蔽结构和相关方法来解决上述现有能量转换系统使用的电磁屏蔽结构和相关方法存在的技术问题。

发明内容

有鉴于上文提及之技术问题，本发明提出如下各种基于总的发明构思的具有一个或者多个具有特定技术特征/技术手段的技术方案。本发明的一个技术方案在于提供一种系统。该系统被配置成驱动交流电机运作。该系统包括变流器和至少将该变流器收容于其内的柜体。该变流器被配置成执行能量变换操作，并提供至少第一相交流电流输出、第二相交流电流输出以及第三相交流电流输出，该第一相交流电流输出通过第一传导线路传送给该交流电机的第一线圈绕组，该第二相交流电流输出通过第二传导线路传送给该交流电机的第二线圈绕组，该第三相交流电流输出通过第三传导线路传送给该交流电机的第三线圈绕组。该柜体设置有第一电磁屏蔽元件和第二电磁屏蔽元件，该第一电磁屏蔽元件被设置在该柜体的至少一侧边，该第一电磁屏蔽元件被配置成吸收至少从在该第一传导线路流动的第一相交流电流、在该第二传导线路流动的第二相交流电流以及在该第三传导线路流动的第三相交流电流中一者产生的至少一部分频率值在第一频率范围内的电磁辐射信号。该第二电磁屏蔽元件被配置成吸收至少从在该第一传导线路流动的第一相交流电流、在该第二传导线路流动的第二相交流电流以及在该第三传导线路流动的第三相交流电流中一者产生的至少一部分频率值在第二频率范围内的电磁辐射信号。

在一些实施方式中，在该提供的系统中，该第一电磁屏蔽元件包括铁材料。