[发明专利]一种整流装置及其环流抑制方法

说明书

本发明公开了一种整流装置及其环流抑制方法，整流装置包括：滤波电抗器、PWM整流器和二极管整流器。至少i重PWM整流器的直流侧直接并联于直流电源/直流负载的两端，i≥2。PWM整流器的交流侧通过滤波电抗器并联于并联点，二极管整流器的直流侧与PWM整流器的直流侧并联。二极管整流器的交流侧直接并联于PWM整流器交流侧的并联点，并联点连接至交流电源/交流负载。i重PWM整流器采用载波错相调制，或采用载波错时调制，T_s为PWM整流器开关器件的开关周期。本发明能够解决现有整流装置环流抑制方式结构复杂、硬件投入成本、设备体积大和适用性不强的技术问题。

技术领域

本发明涉及变流技术领域，尤其是涉及一种电压型PWM(Pulse WidthModulation，脉宽调制的简称)整流装置及其环流抑制方法。

背景技术

随着电网谐波污染问题日益严重，以及人们对高性能电力传动技术的需要，PWM整流技术已引起人们越来越多的注意。三相PWM整流器可以做到输入电流正弦、单位功率因数、直流电压输出稳定，具有良好的动态性能并可实现能量的双向流动。因此，PWM整流器成为当前电力电子领域研究的热点课题之一。电压型PWM整流器通过对电路进行正弦波PWM控制，使得整流桥的交流输入端产生正弦PWM电压，对各相电压进行控制，就可以使各相电流为正弦波且和电压相位相同，从而使功率囚数为1。当电路工作在整流状态下，能量从电网侧流向直流侧的负载；当电路工作在再生状态下，类似于三相PWM电压型逆变器，可以将直流侧的能量回馈到交流电网侧。

然而，在电压型PWM整流器(VSR型PWM整流器)与二极管整流器并联运行时，通常会在二极管中产生环流。在现有技术中，抑制环流的方法通常有以下三种：

第一种方法是在二极管整流器的交流侧或直流侧增加电感或电阻。如附图1所示，整流器包括：滤波电抗器3、PWM整流器4、二极管整流器5、变压器8和环流抑制电抗器9，变压器8连接至交流母线7。此种方案不需要隔离变压器，滤波电抗器3是必不可少的，滤波电抗器3连接于PWM整流器4的交流侧，需要单独放置。为了抑制环流，在二极管整流器5的直流侧(交流侧也可以)放置环流抑制电抗器(或电阻)9。此种方案环流的大小取决于PWM整流器的开关频率以及环流抑制电抗器感值的大小，且也需要增加硬件投入与设备体积。

第二种是在PWM整流器的交流侧连接隔离变压器后再连接二极管整流器。如附图2所示，整流器包括：PWM整流器4、二极管整流器5、变压器8和隔离变压器10，PWM整流器4的直流侧与二极管整流器5的直流侧相连，变压器8连接至交流母线7。此种方案在PWM整流器4的交流侧连接隔离变压器10，以隔断环流路径，此隔离变压器10可通过漏抗的形式集成交流侧滤波电抗器，也可以将此滤波电抗器外置。此方案虽然能抑制环流，但是需要增加隔离变压器10，增加了装置成本、体积。

第三种是在二极管整流器的直流侧增加大功率开关器件控制环流回路的通断。如附图3所示，整流器包括：滤波电抗器3、PWM整流器4、二极管整流器5、变压器8和可控功率器件11，滤波电抗器3连接于PWM整流器4的交流侧，变压器8连接至交流母线7。此种方案在二极管整流器5的直流侧增设可控功率器件11，在只需要PWM整流器4运行时将可控功率器件11断开，从而切断环流回路，显然此种方案不适用于要求PWM整流器4和二极管整流器5同时运行的情况(如并联在二极管直流侧两端的有源滤波场合)，且还需要增加可控功率器件及其控制装置。

因此，上述第一、二种方案增加了整流装置的成本、体积与损耗，而第三种方案不仅增加了整流装置的成本、体积和损耗，而且不能适用于需要二极管整流器5和PWM整流器4同时投入工作的场合。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种整流装置及其环流抑制方法，以解决现有整流装置环流抑制方式结构复杂、硬件投入成本、设备体积大和适用性不强的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种整流器的技术实现方案，一种整流装置，包括：