[发明专利]用于多相和单相操作的多相转换器拓扑

说明书

一种多相转换器拓扑，用于将电能从具有m个电网相位接头(28)的AC电压输入端(25)传输到DC电压输出端(26)，或反之亦然。该多相转换器拓扑具有：功率部分(21)，该功率部分具有用于切换电流的半桥(211，212，213)；连接在该功率部分(21)与该AC电压输入端(25)之间的AC电压滤波器(22)；以及连接在该功率部分(21)与该DC电压输出端(26)之间的一个或多个DC电压模块(23)。该AC电压滤波器(22)具有至少一个交流电压滤波级(221，222，223)，该至少一个交流电压滤波级具有m+1个输入接头、m+1个输出接头、以及接地接头。这m个电网相位接头(28)由此彼此并联并且形成用于连接单相AC电压的第一相位接头，并且该AC电压滤波器的中性导体接头形成该AC电压输入端(25)的中性导体接头(27)和用于连接该单相AC电压的第二相位接头。

一种多相转换器拓扑用于将由供电电网在交流电压输入端处提供的交流电压转换为存在于DC电压输出端处的DC电压。该多相转换器拓扑的操作应该既可以来自多相供电电网、也可以来自单相供电电网。供电电网的可用电网相位数用m表示，其中m1(通常m＝3)。

原则上，多相和单相操作(即，在交流电压侧与多相供电电网或单相供电电网相关的操作)已经可以通过常规多相转换器拓扑来实现。在图1中示意性地描绘了常规多相转换器拓扑，并且该常规多相转换器拓扑具有电网电压输入端15(具有m个电网相位接头18以及接地接头19)、DC电压输出端16(具有正接头和负接头)、以及以下基本部件：

-电网滤波器12，其具有m个电网相位接头、接地接头、m个切换电压接头、以及中点电压接头。电网滤波器具有w个电网滤波级121、122、123，其中，变量‘w’可以取大于或等于一的整数值。每个电网滤波级具有m+1个输入接头、m+1个输出接头、以及接地接头。以下适用于1≤k≤m的情况：

·第一电网滤波级121的第k个输出接头形成电网滤波器12的第k个切换电压接头。

·第w个电网滤波级的第k个输入接头形成电网滤波器12的第k个电网相位接头，因此形成多相转换器拓扑的电网电压输入端14的第k个电网相位接头。

第一电网滤波级121的第(m+1)个输出接头形成电网滤波器的中点电压接头。当w1时，以下适用于1≤k≤m+1且1≤u≤w的情况：第u个电网滤波级的第k个输入接头连接到第(u+1)个电网滤波级的第k个输出接头。所有电网滤波级的接地接头彼此连接、并且形成电网滤波器的接地接头，该电网滤波器的接地接头连接到多相转换器拓扑的电网电压输入端的接地接头。

-功率部分11，具有正接头、负接头、中点电压接头、m个切换电压接头以及m个半桥111、112、113，每个半桥具有正接头、负接头、中点电压接头、以及切换电压接头。所有m个半桥的正接头彼此连接、并且形成功率部分的正接头。所有m个半桥的中点电压接头彼此连接、并且形成功率部分的中点电压接头。所有m个半桥的负接头彼此连接、并且形成功率部分的负接头。以下适用于1≤k≤m的情况：第k个半桥的切换电压接头形成功率部分的第k个切换电压接头。

-一个或多个DC电压模块13；131、132、133，每个DC电压模块具有接地接头、输入端子模块(具有正接头、中点电压接头、以及负接头)、以及输出端子模块(具有正接头、中点电压接头、以及负接头)。DC电压模块的数量用g表示，并且g可以取大于或等于一的整数值。取决于DC电压模块的实施例，可以省略DC电压模块的输入端子模块的中点电压接头、输出端子模块的中点电压接头、或输入端子模块和输出端子模块的中点电压接头。所有DC电压模块的接地接头都连接到多相转换器拓扑的电网电压输入端的接地接头。如果g1适用，则DC电压模块按如下方式彼此连接，其中1≤fg：

·第f个DC电压模块的输出端子模块的正接头连接到第(f+1)个DC电压模块的输入端子模块的正接头。

·第f个DC电压模块的输出端子模块的中点电压接头连接到第(f+1)个DC电压模块的输入端子模块的中点电压接头。