一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載的制作方法
專利名稱:一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器；解決了現(xiàn)有技術(shù)的電力電子負載都是針對單一類別電力電子負載的，功能相對單一，設(shè)備利用率偏低，應(yīng)用范圍較小等技術(shù)問題。
【專利說明】
一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電力電子及電力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)以及設(shè)備供電技術(shù)的不斷發(fā)展，各式各樣的電源被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的各行各業(yè)。如今，電源已經(jīng)成為人們生產(chǎn)、生活中至關(guān)重要的一部分，一旦發(fā)生電源損壞或故障事件，將直接影響應(yīng)用機器的正常運作，進而對日常生產(chǎn)、生活的正常進行造成巨大影響，甚至給國民經(jīng)濟帶來巨大損失。由于電源設(shè)備的安全性以及穩(wěn)定性極其重要，各種電源設(shè)備類的產(chǎn)品在正式投入使用前都要進行數(shù)十小時的試驗。如可靠性試驗、輸出特性試驗等，利用實驗結(jié)果以檢驗技術(shù)指標和性能指標是否達標。傳統(tǒng)的電源試驗方法主要是采用耗能的電阻箱或水阻試驗臺作為負載進行試驗，然而這種試驗方法存在著很多缺陷，比如(I)電阻功率較小，并且在長時間的大電流工作條件下易出現(xiàn)電阻老化甚至損毀現(xiàn)象(2)由于電阻消耗大量的電能，并且還需要對試驗過程中產(chǎn)生的多余熱量進行散熱處理，造成雙重浪費。(3)—般負載只能采用有級調(diào)節(jié)，具有固定阻值或固定負載特性曲線，很難適應(yīng)需要連續(xù)阻值調(diào)節(jié)的試驗場合。(4) 一般負載體積都較為龐大，需占用很大空間。
[0003]正是由于這些因素的影響，人們一直在尋找一種更為有效的電源試驗裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)負載對電源進行放電試驗。近些年來，越來越多的電力電子裝置被廣泛運用，國內(nèi)外的學者開始研究各種電力電子負載來代替?zhèn)鹘y(tǒng)負載。隨著PWM控制技術(shù)成功運用于整流、逆變的設(shè)計之中，可以實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)的單位功率因數(shù)和正弦波電流控制，實現(xiàn)電能的雙向傳輸。然而目前有關(guān)電力電子負載的研究都是針對單一類別電力電子負載的，功能相對單一，設(shè)備利用率偏低，應(yīng)用范圍較小。
[0004]【實用新型內(nèi)容】:
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題:提供一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，以解決現(xiàn)有技術(shù)的電力電子負載都是針對單一類別電力電子負載，存在功能相對單一、設(shè)備利用率偏低、應(yīng)用范圍較小等技術(shù)問題。
[0006]本實用新型技術(shù)方案:
[0007]—種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器。
[0008]所述負載換流器為AC/DC型單相負載換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的開關(guān)功率器件V1-V4和進線電抗器L1組成，進線電抗器L1 一端與功率開關(guān)器件VjPV2的中點相連接，功率開關(guān)器件V3和V4中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件Vi和V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2和V4位于下橋臂;所述能饋換流器為DC/AC型單相能饋換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)器件V5-V8和出線電抗器L2組成，出線電抗器L2—端與功率開關(guān)器件VdPV6的中點相連接，功率開關(guān)器件V7和V8中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件V5和V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6和V8位于下橋臂。
[0009]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0010]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0011]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V7關(guān)斷，功率開關(guān)器件V8導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0012]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0013]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]本實用新型構(gòu)建了多種類型的負載結(jié)構(gòu)，將能饋式和復(fù)用型電力電子負載系統(tǒng)結(jié)合起來，根據(jù)用戶不同的需求，通過控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，將本實用新型的負載結(jié)構(gòu)裂解為不同使用功能的電路系統(tǒng)，實現(xiàn)了在交流負載、直流負載、充電等不同工作模式下自由切換;解決了現(xiàn)有技術(shù)的電力電子負載都是針對單一類別電力電子負載，存在功能相對單一、設(shè)備利用率偏低、應(yīng)用范圍較小等技術(shù)問題。
[0016]【附圖說明】
:
[0017]圖1是本實用新型的AC/AC型帶交流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型的DC/DC型帶直流負載與儲能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型的DC/AC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本實用新型的AC/DC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是本實用新型的DC/AC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6是本實用新型的AC/DC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]【具體實施方式】:
[0024]—種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器。
[0025]所述負載換流器為AC/DC型單相負載換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的開關(guān)功率器件V1-V4和進線電抗器L1組成，進線電抗器L1 一端與功率開關(guān)器件VjPV2的中點相連接，功率開關(guān)器件V3和V4中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件Vi和V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2和V4位于下橋臂;所述能饋換流器為DC/AC型單相能饋換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)器件V5-V8和出線電抗器L2組成，出線電抗器L2—端與功率開關(guān)器件V5和V6的中點相連接，功率開關(guān)器件V7和V8中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件V5和V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6和V8位于下橋臂，系統(tǒng)可以實現(xiàn)一端模擬交流負載，一端實現(xiàn)能量回饋至電網(wǎng)，其具體實現(xiàn)方式見圖1。交流負載端的兩個接口分別連接交流電源和隔離變壓器T1，隔離變壓器T1上端接進線電抗器1^，1^與功率開關(guān)器件…與…中點連接，隔離變壓器下端與功率開關(guān)器件V3與V4中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂;功率開關(guān)器件V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V4位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋側(cè)換流器通過出線電抗器L2及隔離變壓器T2與交流電源連接；出線電抗1^的左側(cè)與功率開關(guān)器件％與￥6中點連接，出線電抗器1^2的右側(cè)與隔離變壓器T2的上端連接;隔離變壓器T2的下端端和功率開關(guān)器件V7與Vs中點連接;功率開關(guān)器件V5位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6位于下橋臂;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器模擬交流負載，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0026]D1-D8為反并聯(lián)二極管。
[0027]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0028]具體主電路圖如附圖2所示，該圖為本實用新型DC/DC型帶直流負載與儲能電池結(jié)構(gòu)示意圖。直流負載的左側(cè)的兩個接口分別連接直流電源的兩端，直流負載的右側(cè)上端連接進線直流電抗器L1的左側(cè)，直流負載右側(cè)下端連接功率開關(guān)器件％與％中點，電抗器1^的右側(cè)和功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂。直流電容器C并連接在(DC/DC型)負載換流器和(DC/DC型)能饋換流器的直流側(cè)。能饋換流器通過出線電抗器L2與直流電源連接；出線電抗器L2的左側(cè)端與功率開關(guān)器件V7與V8中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與直流電源相連;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)模擬直流負載的同時，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0029]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0030]具體主電路圖如附圖3所示，該圖為本實用新型DC/AC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖。直流負載的左側(cè)的兩個接口分別連接直流電源的兩端，直流負載的右側(cè)上端連接進線直流電抗器L1的左側(cè)，直流負載右側(cè)下端連接功率開關(guān)器件％與％中點，電抗器1^的右側(cè)和功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接，功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂。直流電容器C并連接在DC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋側(cè)換流器通過出線電抗器L2及隔離變壓器T2與交流電源連接；出線電抗1^的左側(cè)與功率開關(guān)器件V5與V6中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與隔咼變壓器T2的上端連接；隔咼變壓器T2的下端端和功率開關(guān)器件V7與V8中點連接;功率開關(guān)器件V5位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6位于下橋臂;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器模擬直流負載，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0031 ] 所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率
[0032]開關(guān)器件V7關(guān)斷，功率開關(guān)器件V8導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0033]具體主電路圖如附圖4所示，該圖為本實用新型AC/DC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖。交流負載端的兩個接口分別連接交流電源和隔離變壓器!^，隔離變壓器T1上端接進線電抗器Li，Li與功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接，隔尚變壓器下端與功率開關(guān)器件V3與V4中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂;功率開關(guān)器件V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V4位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋換流器通過出線電抗器1^2與直流電源連接；出線電抗器L2的左側(cè)端與功率開關(guān)器件V7與V8中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與直流電源相連；功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器模擬交流負載，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0034]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0035]具體主電路圖如附圖5所示，該圖為本實用新型DC/AC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖。儲能電池右側(cè)上端連接進線電抗器1^的左端，儲能電池右側(cè)上端連接功率開關(guān)器件…與…中點，進線電抗器L1的右端連接功率開關(guān)器件％與％中點。功率開關(guān)器件V1位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋側(cè)換流器通過出線電抗器L2及隔離變壓器T2與交流電源連接；出線電抗L2的左側(cè)與功率開關(guān)器件V5與V6中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與隔尚變壓器T2的上端連接;隔離變壓器T2的下端端和功率開關(guān)器件V7與V8中點連接;功率開關(guān)器件V5位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6位于下橋臂;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器對儲能電池進行充電，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0036]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0037]具體主電路圖如附圖6所示，該圖為本實用新型AC/DC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖。交流負載端的兩個接口分別連接交流電源和隔離變壓器!^，隔離變壓器T1上端接進線電抗器Li，Li與功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接，隔尚變壓器下端與功率開關(guān)器件V3與V4中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂;功率開關(guān)器件V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V4位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋換流器通過出線電抗器L2與儲能電池連接；出線電抗器L2的左側(cè)端與功率開關(guān)器件V7與V8中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與儲能電池相連；功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以在圖5的基礎(chǔ)上互換儲能電池和交流負載位置，可以實現(xiàn)模擬交流負載的同時，實現(xiàn)對儲能電池進行充電。
【主權(quán)項】
1.一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，其特征在于:所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器;所述負載換流器為AC/DC型單相負載換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的開關(guān)功率器件￥1^4和進線電抗器L1組成，進線電抗器L1 一端與功率開關(guān)器件VjPV2的中點相連接，功率開關(guān)器件V3和V4中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件Vi和V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2和V4位于下橋臂；所述能饋換流器為DC/AC型單相能饋換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)器件V5-V8和出線電抗器L2組成，出線電抗器L2—端與功率開關(guān)器件V5和V6的中點相連接，功率開關(guān)器件V7和V8中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件V5和V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6和V8位于下橋臂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/DC型能饋換流器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V7關(guān)斷，功率開關(guān)器件V8導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
【文檔編號】H02M5/458GK205693571SQ201620277713
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月6日 公開號201620277713.7, CN 201620277713, CN 205693571 U, CN 205693571U, CN-U-205693571, CN201620277713, CN201620277713.7, CN205693571 U, CN205693571U
【發(fā)明人】袁旭峰, 孫宏偉, 成峰, 熊煒, 鄒曉松
【申請人】貴州大學
【專利摘要】本實用新型公開了一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器；解決了現(xiàn)有技術(shù)的電力電子負載都是針對單一類別電力電子負載的，功能相對單一，設(shè)備利用率偏低，應(yīng)用范圍較小等技術(shù)問題。
【專利說明】
一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于電力電子及電力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)以及設(shè)備供電技術(shù)的不斷發(fā)展，各式各樣的電源被廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用的各行各業(yè)。如今，電源已經(jīng)成為人們生產(chǎn)、生活中至關(guān)重要的一部分，一旦發(fā)生電源損壞或故障事件，將直接影響應(yīng)用機器的正常運作，進而對日常生產(chǎn)、生活的正常進行造成巨大影響，甚至給國民經(jīng)濟帶來巨大損失。由于電源設(shè)備的安全性以及穩(wěn)定性極其重要，各種電源設(shè)備類的產(chǎn)品在正式投入使用前都要進行數(shù)十小時的試驗。如可靠性試驗、輸出特性試驗等，利用實驗結(jié)果以檢驗技術(shù)指標和性能指標是否達標。傳統(tǒng)的電源試驗方法主要是采用耗能的電阻箱或水阻試驗臺作為負載進行試驗，然而這種試驗方法存在著很多缺陷，比如(I)電阻功率較小，并且在長時間的大電流工作條件下易出現(xiàn)電阻老化甚至損毀現(xiàn)象(2)由于電阻消耗大量的電能，并且還需要對試驗過程中產(chǎn)生的多余熱量進行散熱處理，造成雙重浪費。(3)—般負載只能采用有級調(diào)節(jié)，具有固定阻值或固定負載特性曲線，很難適應(yīng)需要連續(xù)阻值調(diào)節(jié)的試驗場合。(4) 一般負載體積都較為龐大，需占用很大空間。
[0003]正是由于這些因素的影響，人們一直在尋找一種更為有效的電源試驗裝置來代替?zhèn)鹘y(tǒng)負載對電源進行放電試驗。近些年來，越來越多的電力電子裝置被廣泛運用，國內(nèi)外的學者開始研究各種電力電子負載來代替?zhèn)鹘y(tǒng)負載。隨著PWM控制技術(shù)成功運用于整流、逆變的設(shè)計之中，可以實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)的單位功率因數(shù)和正弦波電流控制，實現(xiàn)電能的雙向傳輸。然而目前有關(guān)電力電子負載的研究都是針對單一類別電力電子負載的，功能相對單一，設(shè)備利用率偏低，應(yīng)用范圍較小。
[0004]【實用新型內(nèi)容】:
[0005]本實用新型要解決的技術(shù)問題:提供一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，以解決現(xiàn)有技術(shù)的電力電子負載都是針對單一類別電力電子負載，存在功能相對單一、設(shè)備利用率偏低、應(yīng)用范圍較小等技術(shù)問題。
[0006]本實用新型技術(shù)方案:
[0007]—種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器。
[0008]所述負載換流器為AC/DC型單相負載換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的開關(guān)功率器件V1-V4和進線電抗器L1組成，進線電抗器L1 一端與功率開關(guān)器件VjPV2的中點相連接，功率開關(guān)器件V3和V4中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件Vi和V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2和V4位于下橋臂;所述能饋換流器為DC/AC型單相能饋換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)器件V5-V8和出線電抗器L2組成，出線電抗器L2—端與功率開關(guān)器件VdPV6的中點相連接，功率開關(guān)器件V7和V8中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件V5和V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6和V8位于下橋臂。
[0009]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0010]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0011]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V7關(guān)斷，功率開關(guān)器件V8導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0012]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0013]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0014]本實用新型的有益效果:
[0015]本實用新型構(gòu)建了多種類型的負載結(jié)構(gòu)，將能饋式和復(fù)用型電力電子負載系統(tǒng)結(jié)合起來，根據(jù)用戶不同的需求，通過控制功率開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，將本實用新型的負載結(jié)構(gòu)裂解為不同使用功能的電路系統(tǒng)，實現(xiàn)了在交流負載、直流負載、充電等不同工作模式下自由切換;解決了現(xiàn)有技術(shù)的電力電子負載都是針對單一類別電力電子負載，存在功能相對單一、設(shè)備利用率偏低、應(yīng)用范圍較小等技術(shù)問題。
[0016]【附圖說明】
:[0017]圖1是本實用新型的AC/AC型帶交流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實用新型的DC/DC型帶直流負載與儲能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型的DC/AC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本實用新型的AC/DC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是本實用新型的DC/AC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6是本實用新型的AC/DC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]【具體實施方式】:
[0024]—種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器。
[0025]所述負載換流器為AC/DC型單相負載換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的開關(guān)功率器件V1-V4和進線電抗器L1組成，進線電抗器L1 一端與功率開關(guān)器件VjPV2的中點相連接，功率開關(guān)器件V3和V4中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件Vi和V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2和V4位于下橋臂;所述能饋換流器為DC/AC型單相能饋換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)器件V5-V8和出線電抗器L2組成，出線電抗器L2—端與功率開關(guān)器件V5和V6的中點相連接，功率開關(guān)器件V7和V8中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件V5和V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6和V8位于下橋臂，系統(tǒng)可以實現(xiàn)一端模擬交流負載，一端實現(xiàn)能量回饋至電網(wǎng)，其具體實現(xiàn)方式見圖1。交流負載端的兩個接口分別連接交流電源和隔離變壓器T1，隔離變壓器T1上端接進線電抗器1^，1^與功率開關(guān)器件…與…中點連接，隔離變壓器下端與功率開關(guān)器件V3與V4中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂;功率開關(guān)器件V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V4位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋側(cè)換流器通過出線電抗器L2及隔離變壓器T2與交流電源連接；出線電抗1^的左側(cè)與功率開關(guān)器件％與￥6中點連接，出線電抗器1^2的右側(cè)與隔離變壓器T2的上端連接;隔離變壓器T2的下端端和功率開關(guān)器件V7與Vs中點連接;功率開關(guān)器件V5位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6位于下橋臂;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器模擬交流負載，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0026]D1-D8為反并聯(lián)二極管。
[0027]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0028]具體主電路圖如附圖2所示，該圖為本實用新型DC/DC型帶直流負載與儲能電池結(jié)構(gòu)示意圖。直流負載的左側(cè)的兩個接口分別連接直流電源的兩端，直流負載的右側(cè)上端連接進線直流電抗器L1的左側(cè)，直流負載右側(cè)下端連接功率開關(guān)器件％與％中點，電抗器1^的右側(cè)和功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂。直流電容器C并連接在(DC/DC型)負載換流器和(DC/DC型)能饋換流器的直流側(cè)。能饋換流器通過出線電抗器L2與直流電源連接；出線電抗器L2的左側(cè)端與功率開關(guān)器件V7與V8中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與直流電源相連;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)模擬直流負載的同時，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0029]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0030]具體主電路圖如附圖3所示，該圖為本實用新型DC/AC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖。直流負載的左側(cè)的兩個接口分別連接直流電源的兩端，直流負載的右側(cè)上端連接進線直流電抗器L1的左側(cè)，直流負載右側(cè)下端連接功率開關(guān)器件％與％中點，電抗器1^的右側(cè)和功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接，功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂。直流電容器C并連接在DC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋側(cè)換流器通過出線電抗器L2及隔離變壓器T2與交流電源連接；出線電抗1^的左側(cè)與功率開關(guān)器件V5與V6中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與隔咼變壓器T2的上端連接；隔咼變壓器T2的下端端和功率開關(guān)器件V7與V8中點連接;功率開關(guān)器件V5位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6位于下橋臂;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器模擬直流負載，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0031 ] 所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率
[0032]開關(guān)器件V7關(guān)斷，功率開關(guān)器件V8導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0033]具體主電路圖如附圖4所示，該圖為本實用新型AC/DC型帶交流負載和直流負載結(jié)構(gòu)示意圖。交流負載端的兩個接口分別連接交流電源和隔離變壓器!^，隔離變壓器T1上端接進線電抗器Li，Li與功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接，隔尚變壓器下端與功率開關(guān)器件V3與V4中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂;功率開關(guān)器件V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V4位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋換流器通過出線電抗器1^2與直流電源連接；出線電抗器L2的左側(cè)端與功率開關(guān)器件V7與V8中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與直流電源相連；功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器模擬交流負載，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0034]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。
[0035]具體主電路圖如附圖5所示，該圖為本實用新型DC/AC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖。儲能電池右側(cè)上端連接進線電抗器1^的左端，儲能電池右側(cè)上端連接功率開關(guān)器件…與…中點，進線電抗器L1的右端連接功率開關(guān)器件％與％中點。功率開關(guān)器件V1位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋側(cè)換流器通過出線電抗器L2及隔離變壓器T2與交流電源連接；出線電抗L2的左側(cè)與功率開關(guān)器件V5與V6中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與隔尚變壓器T2的上端連接;隔離變壓器T2的下端端和功率開關(guān)器件V7與V8中點連接;功率開關(guān)器件V5位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6位于下橋臂;功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以實現(xiàn)通過負載換流器對儲能電池進行充電，能饋換流器將剩余電能返回電網(wǎng)。
[0036]所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
[0037]具體主電路圖如附圖6所示，該圖為本實用新型AC/DC型帶儲能電池和交流負載結(jié)構(gòu)示意圖。交流負載端的兩個接口分別連接交流電源和隔離變壓器!^，隔離變壓器T1上端接進線電抗器Li，Li與功率開關(guān)器件Vi與V2中點連接，隔尚變壓器下端與功率開關(guān)器件V3與V4中點連接。功率開關(guān)器件Vi位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2位于下橋臂;功率開關(guān)器件V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V4位于下橋臂。直流電容器C并聯(lián)接在AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型單相能饋換流器的直流側(cè)。能饋換流器通過出線電抗器L2與儲能電池連接；出線電抗器L2的左側(cè)端與功率開關(guān)器件V7與V8中點連接，出線電抗器L2的右側(cè)與儲能電池相連；功率開關(guān)器件V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V8位于下橋臂。系統(tǒng)可以在圖5的基礎(chǔ)上互換儲能電池和交流負載位置，可以實現(xiàn)模擬交流負載的同時，實現(xiàn)對儲能電池進行充電。
【主權(quán)項】
1.一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，它包括負載換流器，其特征在于:所述負載換流器與能饋換流器連接，在負載換流器與能饋換流器之間并聯(lián)有直流電容器;所述負載換流器為AC/DC型單相負載換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的開關(guān)功率器件￥1^4和進線電抗器L1組成，進線電抗器L1 一端與功率開關(guān)器件VjPV2的中點相連接，功率開關(guān)器件V3和V4中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件Vi和V3位于上橋臂，功率開關(guān)器件V2和V4位于下橋臂；所述能饋換流器為DC/AC型單相能饋換流器，它包括四組反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)器件V5-V8和出線電抗器L2組成，出線電抗器L2—端與功率開關(guān)器件V5和V6的中點相連接，功率開關(guān)器件V7和V8中點由導(dǎo)線引出，功率開關(guān)器件V5和V7位于上橋臂，功率開關(guān)器件V6和V8位于下橋臂。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/DC型能饋換流器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V7關(guān)斷，功率開關(guān)器件V8導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V3關(guān)斷，功率開關(guān)器件V4導(dǎo)通，則成為DC/DC型負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單相多功能復(fù)用型電力電子負載，其特征在于:所述AC/DC型單相負載換流器和DC/AC型單相能饋換流器的功率開關(guān)器件V5關(guān)斷，功率開關(guān)器件V6導(dǎo)通，則成為AC/DC型單相負載換流器和DC/DC型能饋換流器。
【文檔編號】H02M5/458GK205693571SQ201620277713
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年4月6日 公開號201620277713.7, CN 201620277713, CN 205693571 U, CN 205693571U, CN-U-205693571, CN201620277713, CN201620277713.7, CN205693571 U, CN205693571U
【發(fā)明人】袁旭峰, 孫宏偉, 成峰, 熊煒, 鄒曉松
【申請人】貴州大學
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