專利名稱：變換器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及功率電子設(shè)備的領(lǐng)域。其源于按照獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分的變換器電路(Umrichterschaltung)。
背景技術(shù)：
變換器電路當(dāng)今在許多應(yīng)用領(lǐng)域中使用。典型的方式是變換器電路包括變換器單元，在變換器單元的直流電壓側(cè)連接直流電壓回路。為了在變換器單元的交流電壓側(cè)上進(jìn)行電壓匹配和/或?yàn)榱藴p少在變換器單元的交流電壓側(cè)不希望的振蕩，例如關(guān)于希望的基波振蕩的諧波振蕩，典型的方式是變壓器的初級(jí)繞組與變換器單元的交流電壓端子連接，其中所屬的次級(jí)繞組例如可與電氣負(fù)載和/或與交流電網(wǎng)連接。為傳輸大的功率，必須使變壓器的結(jié)構(gòu)相應(yīng)地選取的大，由此導(dǎo)致變壓器要求很大的空間，從而導(dǎo)致伴隨的大的重量和大的變壓器損失。此外通過結(jié)構(gòu)大小、空間需求、重量以及通過變壓器損失導(dǎo)致非常高的成本。

實(shí)用新型內(nèi)容因此本實(shí)用新型的任務(wù)在于給出一種帶有變換器單元和變壓器的變換器電路，其具有小的體積、小的空間需求、輕的重量和小的變壓器損失。該任務(wù)通過權(quán)利要求I的特征解決。從屬權(quán)利要求中給出本實(shí)用新型的有利的擴(kuò)展方案。本實(shí)用新型的變換器電路包括一個(gè)變換器單元，在變換器單元的直流電壓側(cè)連接直流電壓回路。此外，該變換器電路包括一個(gè)變壓器，變壓器至少與變換器單元的一部分交流電壓端子連接，其中變壓器包括初級(jí)繞組群和次級(jí)繞組群，初級(jí)繞組群具有至少一個(gè)初級(jí)繞組，次級(jí)繞組群具有至少一個(gè)次級(jí)繞組。根據(jù)本實(shí)用新型，僅第一數(shù)目個(gè)交流電壓端子與初級(jí)繞組群連接，以及第二數(shù)目個(gè)交流電壓端子與次級(jí)繞組群連接。通過僅第一數(shù)目個(gè)交流電壓端子與初級(jí)繞組群連接，例如要傳輸?shù)碾娔芤矁H只一部分從初級(jí)繞組群通過變壓器鐵芯向次級(jí)繞組群傳輸，使得變壓器能夠在結(jié)構(gòu)上相應(yīng)選取小的尺寸，從而具有小的空間需求、輕的重量和小的變壓器損耗。要傳輸?shù)碾娔艿牧硪徊糠值膫鬏斪詈笾苯酉虼渭?jí)繞組群進(jìn)行，然后在次級(jí)繞組群的繞組上提供全部電能供使用。從
以下結(jié)合附圖對(duì)于本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式的詳細(xì)的說明公開了本實(shí)用新型的這些以及其他的任務(wù)、優(yōu)點(diǎn)和特征。

圖I示出本實(shí)用新型的變換器電路的第一實(shí)施方式。圖2示出本實(shí)用新型的按照?qǐng)DI的變換器電路的第一實(shí)施方式的變體。圖3示出本實(shí)用新型的變換器電路的第二實(shí)施方式。圖4示出本實(shí)用新型的變換器電路的第三實(shí)施方式。圖5示出本實(shí)用新型的變換器電路的第四實(shí)施方式。[0012]圖6示出本實(shí)用新型的變換器電路的第五實(shí)施方式。圖7示出本實(shí)用新型的變換器電路的第六實(shí)施方式。圖8示出本實(shí)用新型的變換器電路的第七實(shí)施方式。附圖中使用的附圖標(biāo)記和它們的意義在附圖標(biāo)記列表中匯總列出?；旧显诟綀D中給相同的部分配備相同的附圖標(biāo)記。所說明的實(shí)施方式例如代表實(shí)用新型對(duì)象，而不具有限制作用。
具體實(shí)施方式
圖I中示出本實(shí)用新型的變換器電路的第一實(shí)施方式。其中變換器電路包括變換器單元1，在變換器單元I的直流電壓側(cè)連接直流電壓回路2。直流電壓中間回路例如可以具有電容器，如圖I所示，但是一般而言也具有至少一個(gè)電容器。此外變換器電路包括一個(gè)變壓器3，變壓器3至少與變換器單元I的一部分交流電壓端子4連接，其中變壓器3包括初級(jí)繞組群5和次級(jí)繞組群6，并且初級(jí)繞組群5 —般而言具有至少一個(gè)初級(jí)繞組51，次級(jí)繞組群6 —般而言具有至少一個(gè)次級(jí)繞組61。圖I中初級(jí)繞組群5具有三個(gè)初級(jí)繞組51，次級(jí)繞組群6同樣具有三個(gè)次級(jí)繞組61。根據(jù)本實(shí)用新型現(xiàn)在第一數(shù)目η個(gè)交流電壓端子4與初級(jí)繞組群5連接，而第二數(shù)目P個(gè)交流電壓端子4與次級(jí)繞組群6連接。在圖I中例如第一數(shù)目η = 3個(gè)交流電壓端子4和第二數(shù)目P = 3個(gè)交流電壓端子4與初級(jí)繞組群5的三個(gè)初級(jí)繞組51例如連接成星形電路。與第二數(shù)目P = 3個(gè)與次級(jí)繞組群6連接的交流電壓端子4對(duì)應(yīng)，次級(jí)繞組群6也具有三個(gè)相端子，三個(gè)相端子上例如可以連接電氣負(fù)載或者交流電網(wǎng)。通過僅第一數(shù)目η個(gè)交流電壓端子4與初級(jí)繞組群5連接，例如要傳輸?shù)碾娔芤矁H只一部分從初級(jí)繞組群5通過變壓器鐵芯向次級(jí)繞組群6傳輸，使得變壓器3能夠在結(jié)構(gòu)上相應(yīng)選取小的尺寸，因此具有小的空間需求、輕的重量和小的變壓器損失。因此該部分能量的傳輸通過變壓器的電的分開(galvanische Trennung)進(jìn)行。要傳輸?shù)碾娔艿牧硪徊糠值膫鬏斪罱K直接地、也就是說不用通過電的分開向次級(jí)繞組群6進(jìn)行，然后在次級(jí)繞組群6的繞組上提供全部電能供使用?？梢岳斫?，電能也可以通過次級(jí)繞組群向交流電壓端子4傳輸，那時(shí)該電能的一部分通過變壓器鐵芯向初級(jí)繞組群5和向第一數(shù)目η個(gè)交流電壓端子4傳輸，并且電能的另一部分直接從初級(jí)繞組群6向第二數(shù)目P個(gè)交流電壓端子4傳輸。一般而言也可以想到，在變換器電路中使用多個(gè)變壓器3，那時(shí)關(guān)于每一個(gè)變壓器3第一數(shù)目η個(gè)交流電壓端子4與各變壓器3的初級(jí)繞組群5連接，各變壓器3的次級(jí)繞組群6與前一變壓器3的次級(jí)繞組群6連接。圖2示出按照?qǐng)DI的變換器電路的第一實(shí)施方式的一個(gè)詳細(xì)的變體。其中變換器單元I對(duì)于每一個(gè)交流電壓端子4有一個(gè)相組件，相組件例如以半橋電路實(shí)現(xiàn)。一般而言，每一個(gè)專業(yè)人員都能夠想到這種相組件的已知的電路種類。每一個(gè)相組件的開關(guān)優(yōu)選構(gòu)造成帶有可控的單向電流流動(dòng)方向的雙向可控的功率半導(dǎo)體開關(guān)。各可控的功率半導(dǎo)體開關(guān)特別作為門電路閘流管(GTO-Gate Turn-Off Thyristor)或者作為各帶有反并聯(lián)二極管的具有換向控制電極的集成閘流管(IGCT-Integrated Gate Commutated Thyristor (集成門極換向閘流管))實(shí)現(xiàn)。但是也可以想到，將可控的功率半導(dǎo)體開關(guān)例如構(gòu)造成帶有另外的反并聯(lián)二極管的功率MOSFET或者具有帶有另外的反并聯(lián)二極管的絕緣布置的門極的雙極晶體管。如在圖I和圖2中例示，一般而言與初級(jí)繞組群5連接的交流電壓端子4的第一數(shù)目η對(duì)應(yīng)于與次級(jí)繞組群6連接的交流電壓端子4的第二數(shù)目P。優(yōu)選變壓器3與變換器單元I的全部交流電壓端子連接，其中如上文已經(jīng)提到的那樣，那時(shí)第一數(shù)目η個(gè)交流電壓端子4與初級(jí)繞組群5連接，第二數(shù)目P個(gè)交流電壓端子4與次級(jí)繞組群6連接。 圖3中示出本實(shí)用新型的變換器電路的第二實(shí)施方式。其中在交流電壓端子4與次級(jí)繞組群6的每一條連接中都串聯(lián)一個(gè)電感7。各電感7有利地用于使阻抗對(duì)稱。優(yōu)選各電感7集成到變壓器3的外殼內(nèi)，以便能夠有利地實(shí)現(xiàn)需要小的空間的緊湊的結(jié)構(gòu)。優(yōu)選變壓器3的變換比為I : I。然而如果選擇另外的變換比，例如2 1，則從對(duì)稱性的理由出發(fā)如下是有意義的在交流電壓端子4與次級(jí)繞組群6的連接中接入自耦變壓器8。在本實(shí)用新型的變換器電路的按照?qǐng)D4的第三實(shí)施方式中例示帶有這樣的自耦變壓器8的變換器電路。優(yōu)選自耦變壓器8集成到變壓器3的外殼內(nèi)，由此能夠有利地實(shí)現(xiàn)需要小的空間的緊湊的結(jié)構(gòu)。圖5中示出本實(shí)用新型的變換器電路的第四實(shí)施方式。其中全部交流電壓端子4與初級(jí)繞組群5并且與次級(jí)繞組群6連接。按照?qǐng)D5，與初級(jí)繞組群5連接的交流電壓端子4的第一數(shù)目η等于3，與次級(jí)繞組群6連接的交流電壓端子4的第二數(shù)目P等于3。相應(yīng)于與次級(jí)繞組群6連接的第二數(shù)目P = 3個(gè)交流電壓端子4，次級(jí)繞組群6也具有三個(gè)相端子，三個(gè)相端子上例如可以連接電氣負(fù)載或者交流電網(wǎng)。通過全部交流電壓端子4與初級(jí)繞組群5連接并且另外也與次級(jí)繞組群6連接，按照?qǐng)D5的實(shí)施方式打算用于具有總數(shù)少的交流電壓端子4的變換器電路，總數(shù)少的交流電壓端子4例如關(guān)于按照?qǐng)D5的實(shí)施方式僅是三個(gè)交流電壓端子4。圖6中給出本實(shí)用新型的變換器電路的第五實(shí)施方式，其中與初級(jí)繞組群5連接的交流電壓端子4的第一數(shù)目η等于2，與次級(jí)繞組群6連接的交流電壓端子4的第二數(shù)目P等于I。相應(yīng)于與次級(jí)繞組群6連接的第二數(shù)目P = I個(gè)交流電壓端子4，次級(jí)繞組群6也具有一個(gè)相端子。按照?qǐng)D6的變換器單元2的另一個(gè)交流電壓端子4然后與上述相端子一起提供與電氣負(fù)載或者交流電網(wǎng)連接的可能性。圖7中給出本實(shí)用新型的變換器電路的第六實(shí)施方式，其中與初級(jí)繞組群5連接的交流電壓端子4的第一數(shù)目η等于1，與次級(jí)繞組群6連接的交流電壓端子4的第二數(shù)目P等于I。相應(yīng)于與次級(jí)繞組群6連接的第二數(shù)目P = I個(gè)交流電壓端子4，次級(jí)繞組群6也具有一個(gè)相端子。到直流電壓回路2的一條連接構(gòu)成另一個(gè)端子，另一個(gè)端子然后與上述相端子一起允許連接電氣負(fù)載或者交流電網(wǎng)的可能性。圖8中給出本實(shí)用新型的變換器電路的第七實(shí)施方式，其中與初級(jí)繞組群5連接的交流電壓端子4的第一數(shù)目η等于6，與次級(jí)繞組群6連接的交流電壓端子4的第二數(shù)目P等于3。相應(yīng)于與次級(jí)繞組群6連接的第二數(shù)目P = 3個(gè)交流電壓端子4，次級(jí)繞組群6也具有三個(gè)相端子，三個(gè)相端子上例如可以連接電氣負(fù)載或者交流電網(wǎng)。附圖標(biāo)記列表I 變換器單元2 直流電壓回路[0030]3變壓器4交流電壓端子5初級(jí)繞組群51初級(jí)繞 組6次級(jí)繞組群61次級(jí)繞組7電感8自耦變壓器η交流電壓端子第一數(shù)目P交流電壓端子第二數(shù)目
權(quán)利要求1.帶有變換器單元(I)和變壓器(3)的變換器電路，在所述變換器單元(I)的直流電壓側(cè)連接直流電壓回路(2)，所述變壓器(3)至少與變換器單元(I)的一部分交流電壓端子(4)連接，其中變壓器(3)包括初級(jí)繞組群(5)和次級(jí)繞組群￠)，初級(jí)繞組群(5)具有至少一個(gè)初級(jí)繞組(51)，次級(jí)繞組群(6)具有至少一個(gè)次級(jí)繞組(61)，其特征在于， 第一數(shù)目(η)個(gè)交流電壓端子(4)與初級(jí)繞組群(5)連接，第二數(shù)目(P)個(gè)交流電壓端子(4)與次級(jí)繞組群(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變換器電路，其特征在于，交流電壓端子(4)的與初級(jí)繞組群(5)連接的第一數(shù)目(η)相應(yīng)于交流電壓端子(4)的與次級(jí)繞組群(6)連接的第二數(shù)目(P)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的變換器電路，其特征在于，變壓器(3)與變換器單元(I)的全部交流電壓端子(4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3之一所述的變換器電路，其特征在于，在交流電壓端子(4)與次級(jí)繞組群￠)的每一連接中都各串聯(lián)一個(gè)電感(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變換器電路，其特征在于，各電感(7)都集成到變壓器(3)的外殼內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到3之一所述的變換器電路，其特征在于，在交流電壓端子(4)與次級(jí)繞組群￠)的連接中接入自耦變壓器(8)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變換器電路，其特征在于，自耦變壓器(8)集成到變壓器(3)的外殼內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變換器電路，其特征在于，全部交流電壓端子(4)與初級(jí)繞組群(5)以及與次級(jí)繞組群(6)連接。
專利摘要本實(shí)用新型的名稱為變換器電路，其具有變換器單元(1)在變換器單元(1)的直流電壓側(cè)連接直流電壓回路(2)。變換器電路此外還包括變壓器(3)，變壓器(3)至少與變換器單元(1)的一部分交流電壓端子(4)連接，其中變壓器(3)包括初級(jí)繞組群(5)和次級(jí)繞組群(6)，初級(jí)繞組群(5)具有至少一個(gè)初級(jí)繞組(51)，次級(jí)繞組群(6)具有至少一個(gè)次級(jí)繞組(61)。為了能夠?qū)崿F(xiàn)小的尺寸、小的空間需求、輕的重量和小的變壓器損失，第一數(shù)目(n)個(gè)交流電壓端子(4)與初級(jí)繞組群(5)連接，第二數(shù)目(p)個(gè)交流電壓端子(4)與次級(jí)繞組群(6)連接。
文檔編號(hào)H02M7/44GK202364146SQ20112050442
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者C·紹布, O·高普, T·圖恩赫爾 申請(qǐng)人:Abb技術(shù)有限公司