專利名稱：包括差模和共模的逆變器濾波器以及包括該逆變器濾波器的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所公開的構(gòu)思一般涉及電氣濾波器，更特別地，涉及具有差模和共模濾波器特性的逆變器濾波器。所公開的構(gòu)思也涉及包括逆變器濾波器的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
如圖1所示，電壓源逆變器2使用多種已知的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制算法5中的一種來產(chǎn)生三相交流(AC)功率輸出4。從直流(DC)功率源6吸取電力，能量被儲(chǔ)存到電容器組8。DC功率源6可以是，例如且不限于，6脈沖整流器，其由三相功率源10的AC電抗 (未圖示)和/或附加在DC功率源6的AC側(cè)12或DC側(cè)14上的電抗器(未圖示)緩沖。 例如，相對(duì)更大的系統(tǒng)可采用12、18、對(duì)或更多脈沖連同多脈沖電抗器(未圖示)或變壓器 (未圖示)，以消除從三相功率源10吸取的諧波。電壓源逆變器2通過三相輸出濾波器18為三相負(fù)載16供電。三相負(fù)載16的非限制性例子包括感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、被構(gòu)造為改變線間輸出電路的電壓水平的變壓器和電阻性負(fù)載組。逆變器輸出濾波器的兩個(gè)已知的非限制性例子包括正弦濾波器40 (圖3所示)和dV/dt濾波器42 (圖4所示)，其只對(duì)電壓源逆變器2的線間功率輸出4進(jìn)行濾波。共模問題出現(xiàn)在低電壓系統(tǒng)中，來自包括帶有耦合到地G的寄生電容的晶體管的逆變器(例如但不限于，圖1的電壓源逆變器2)。示例性負(fù)載16和它的負(fù)荷電力電纜19 也具有到地G的寄生電容。這形成了電流的共?；蛄阈蚧芈?，該電流就到預(yù)期差動(dòng)三相功率電路的能量或功率傳送而言在很大程度上是正交的。例如，在中壓可變頻率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中， 一些拓?fù)湟簿哂械仉姎膺B接(例如，與三相AC功率電氣導(dǎo)體在一起，包括分立的地電氣導(dǎo)體被包含在內(nèi))，以便使三相功率輸出得到接地基準(zhǔn)。典型地，當(dāng)共模(線對(duì)地)的問題出現(xiàn)在可變頻率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中時(shí)，添加分立的共模濾波器(例如，圖3的共模濾波器44包括三相共模電感器Lcm和電容器Ccm)以補(bǔ)救0問題。 然而，這個(gè)分立的共模濾波器44的大小和成本大約等于原始的線間逆變輸出濾波器18 (圖 1)、正弦濾波器40 (圖3)或dV/dt濾波器42 (圖4)的大小和成本。參考圖2，為了使電力潮流從負(fù)載20返回到AC功率源22或從發(fā)電機(jī)M返回電網(wǎng)沈，無源直流(DC)功率源——例如無源整流器(例如，圖1的DC功率源6)——被有源整流器(例如但不限于PWM整流器28)所代替。為此目的而采用的相應(yīng)電力電子電路被典型地稱作主動(dòng)前端(AFE) 30。AFE 30——就像電壓源逆變器2(圖1)——產(chǎn)生方波，并需要在電氣連接到AC功率源22或電網(wǎng)沈之前通過AFE濾波器32濾波。AFE濾波器32也具有顯著的共模電流，該電流從有源整流器——例如PWM整流器28——流到AC功率源22或電網(wǎng)26并返回地；34。圖3示出了已知的正弦濾波器40和已知的共模濾波器44。這兩種分立元件可代替圖1的三相輸出濾波器18使用。分立的共模濾波器44也可與圖2的AFE濾波器32 —起用來減小共模電流。包括Cf的(復(fù)數(shù)個(gè))電容器可以是個(gè)體的(即每相一個(gè))，或者裝入Y形配置(未圖示)的三端子殼體(未圖示)。圖4示出了已知的dV/dt濾波器42，其與圖3的正弦濾波器40類似，可以用于圖 3的共模濾波器44的上游(upstream)。逆變器濾波器仍有改進(jìn)的空間。包括逆變器濾波器的系統(tǒng)仍有進(jìn)一步改進(jìn)的空間。
發(fā)明內(nèi)容
這些需求以及其他需求由所公開的構(gòu)思的實(shí)施例滿足，其改進(jìn)了差模逆變器濾波器，以便也提供共模(線對(duì)地)濾波器功能。優(yōu)選地，采用低成本元件構(gòu)成到地的電氣濾波器，其顯著減小共模電流。根據(jù)所公開構(gòu)思的一個(gè)方面，用于多個(gè)相的逆變器濾波器包含節(jié)點(diǎn)；差模濾波器，對(duì)于所述多個(gè)相中的每個(gè)相，其包括第一端子、第二端子、電氣連接在第一端子和第二端子之間的電感器以及電氣連接在電感器和節(jié)點(diǎn)之間的第一電容器；被設(shè)置為接地的第三端子；共模濾波器，其包括電阻器和與電阻器串聯(lián)電氣連接在節(jié)點(diǎn)與第三端子之間的第二電容器。作為所公開構(gòu)思的另一個(gè)方面，用于具有多個(gè)相的功率源的系統(tǒng)包含電壓源逆變器，其被構(gòu)造為將所述多個(gè)相連接(interface)到功率源或從功率源連接到所述多個(gè)相，以及從發(fā)電機(jī)連接多個(gè)輸入或連接多個(gè)輸出到負(fù)載；濾波器，其包含節(jié)點(diǎn)、差模濾波器、 被設(shè)置為接地的第三端子以及共模濾波器。對(duì)于所述多個(gè)相中的每個(gè)相，差模濾波器包括 電氣連接至所述多個(gè)相中的相應(yīng)一相的第一端子，電氣連接至所述多個(gè)輸入中的相應(yīng)一個(gè)或所述多個(gè)輸出中的相應(yīng)一個(gè)的第二端子，電氣連接在第一端子和第二端子之間的電感器，電氣連接在電感器和節(jié)點(diǎn)之間的第一電容器。共模濾波器包括電阻器，與電阻器串聯(lián)電氣連接在節(jié)點(diǎn)和第三端子之間的第二電容器。
結(jié)合附圖閱讀下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的介紹，可獲得對(duì)所公開構(gòu)思的充分理解，在附圖中
圖1為電壓源逆變器、輸出濾波器和三相負(fù)載的示意性框圖；圖2為主動(dòng)前端濾波器、具有有源整流器的電壓源逆變器和電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)的示意性框圖；圖3為正弦濾波器和分立的共模濾波器的示意性框圖；圖4為dV/dt濾波器的示意性框圖；圖5為根據(jù)所公開構(gòu)思一實(shí)施例的具有共模濾波的正弦濾波器的示意性框圖；圖6為根據(jù)所公開構(gòu)思另一實(shí)施例的具有共模濾波的dV/dt濾波器的示意性框圖；圖7為根據(jù)所公開構(gòu)思另一實(shí)施例的具有共模濾波的主動(dòng)前端濾波器的示意性框圖；圖8和圖9為根據(jù)所公開構(gòu)思的其它實(shí)施例的系統(tǒng)的示意性框圖。
具體實(shí)施例方式在此使用的詞語“若干個(gè)”表示一個(gè)或大于一個(gè)的整數(shù)個(gè)(即，復(fù)數(shù)個(gè))。在此使用的詞語“電氣導(dǎo)體”表示導(dǎo)線(例如，實(shí)芯的；絞合的；絕緣的；非絕緣的)，銅導(dǎo)體，鋁導(dǎo)體，適合的金屬導(dǎo)體，或允許電流容易地流過的其它適合的材料或物體。在此使用的，兩個(gè)或更多部分“連接”或“耦合”在一起的表述表示這些部分直接接合在一起，或是通過一個(gè)或多于一個(gè)的中間部分接合在一起。另外，在此使用的，兩個(gè)或更多部分“貼附”的表述表示這些部分直接接合在一起。在此使用的詞語“節(jié)點(diǎn)”表示若干個(gè)電氣導(dǎo)體的電氣連接點(diǎn)，或若干個(gè)電氣元件的電氣連接點(diǎn)。在此使用的詞語“端子”表示節(jié)點(diǎn)，其被設(shè)置為電氣連接至多個(gè)電氣導(dǎo)體或電氣裝置。在此使用的詞語“連接”表示輸入和/或輸出。在此使用的詞語“功率源”表示電功率的來源(例如但不限于，逆變器；任何適合的交流功率源)或電網(wǎng)。在此使用的詞語“電網(wǎng)”表示用于分配電力的電氣導(dǎo)體的網(wǎng)絡(luò)，或?qū)⒍鄠€(gè)功率源電氣連接至若干個(gè)負(fù)載的分配網(wǎng)絡(luò)。在此使用的詞語在兩個(gè)端子“之間電氣連接”表示電氣元件裝置或設(shè)備電氣連接到兩個(gè)端子中的每一個(gè)，與若干個(gè)其它電氣元件串聯(lián)電氣連接并在兩個(gè)端子中間，或與若干個(gè)其它電氣元件串聯(lián)電氣連接并電氣連接到兩個(gè)端子中的一個(gè)。盡管結(jié)合三相電氣濾波器和系統(tǒng)介紹了所公開的構(gòu)思，但是，所公開的構(gòu)思可應(yīng)用于寬廣范圍內(nèi)的用于多相的電氣濾波器和系統(tǒng)。實(shí)例1圖5示出了具有共模濾波功能的三相正弦濾波器100。例如，在這個(gè)電氣濾波器 100中，共模電流流經(jīng)三個(gè)電感器(Lf) 102，104，106的并聯(lián)組合。共模電流由在三相端子 123，124，125上同時(shí)上升和下降的相(U，V，W)電壓產(chǎn)生，并且是電壓源逆變器晶體管(未圖示，但參見圖1的電壓源逆變器2和PWM控制算法幻的脈沖寬度調(diào)制的人為現(xiàn)象。作為常規(guī)正弦濾波器功能的一部分，電氣濾波器100包含三個(gè)電容器(Cf) 108，110，112。作為共模濾波器功能的一部分，電氣濾波器100進(jìn)一步包括電阻器(Rg) 114和電容器(Cg) 116的串聯(lián)組合。電阻器Rg 114和電容器Cg 116的串聯(lián)組合電氣連接在節(jié)點(diǎn)118和地端子120 之間，節(jié)點(diǎn)118電氣連接到三個(gè)電容器(Cf) 108，110，112中的每一個(gè)。電氣濾波器100將三相端子1 ，127,1 上的相(U1，V1，W1)的濾波后的電壓提供給三相負(fù)載(未圖示，但參見圖1的三相負(fù)載16)。圖5的逆變器濾波器100用于三個(gè)示例性的相U，V，W。電氣濾波器100包含節(jié)點(diǎn)118，設(shè)為接地的端子120，包括電阻器(Rg) 14和電容器(Cg)116的共模濾波器，正弦濾波器。對(duì)于三個(gè)示例性相U，V，W中的每一個(gè)，正弦濾波器包含第一端子123，124，125 ’第二端子126，127，128 ；分別電氣連接在第一端子123、124、125和第二端子126、127、128之間的電感器102、104、106 ；電氣連接在相應(yīng)的電感器102、104、106和節(jié)點(diǎn)118之間的電容器 108、110、112。
實(shí)例2圖6示出了具有共模濾波功能的三相dV/dt濾波器130。電氣濾波器130在某種程度上類似于圖5的電氣濾波器100，除了它還包含與相應(yīng)的電感器102、104、106并聯(lián)電氣連接的電阻器132、134、136以及與相應(yīng)的電容器108、110、112串聯(lián)電氣連接的電阻器138、140、142以外。類似于電氣濾波器100，電氣濾波器130包含三個(gè)電感器(Lf) 102， 104,106的并聯(lián)組合，而且，作為共模濾波器功能的一部分，還包含電阻器(Rg)114和電容器(Cg) 116的串聯(lián)組合。電阻器Rg 114和電容器Cg 116的串聯(lián)組合電氣連接在節(jié)點(diǎn)118 和接地端子120之間，其中，節(jié)點(diǎn)118電氣連接到三個(gè)電容器(Cf) 108，110，112中的每一個(gè)。圖6的逆變器濾波器130用于三個(gè)示例性的相U，V，W。該電氣濾波器130包含 節(jié)點(diǎn)118 ；被設(shè)置為接地的端子120 ；包括電阻器(Rg) 114和電容器(Cg) 116的共模濾波器； dV/dt濾波器。對(duì)于三個(gè)示例性的相U，V，W中的每一個(gè)，dV/dt濾波器包含第一端子143， 144，145 ；第二端子146，147，148 ；分別電氣連接在第一端子143，144，145和第二端子146， 147，148之間的電感器102，104，106 ；電氣連接在相應(yīng)的電感器102，104，106和節(jié)點(diǎn)118之間的電容器108，110，112。對(duì)于三個(gè)示例性的相U，V，W中的每一個(gè)，dV/dt濾波器還包含 與相應(yīng)的電感器102，104，106并聯(lián)電氣連接的電阻器132，134，136 ；與相應(yīng)的電容器108， 110，112串聯(lián)電氣連接的電阻器138，140，142。實(shí)例3圖7示出了具有共模濾波功能的三相主動(dòng)前端濾波器150。對(duì)于每一個(gè)相(A，U， B，V 和 C，W)，電感由兩個(gè)電感器(Ls，Lf) 102' ,102" ,104'，104〃 和 106'，106〃 的串聯(lián)組合形成，該串聯(lián)組合分別電氣連接在兩個(gè)端子161，158，162，159和163，160之間。三相端子158，159，160電氣連接到或連接自三相功率源或電網(wǎng)(未圖示，但可參見圖2的三相功率源22或電網(wǎng)26)，其它的三相端子161，162，163電氣連接到或連接自有源整流器(未圖示，但可參見圖2的PWM整流器觀)。每個(gè)電容器(Cf) 108'，110'，112'電氣連接在它們的共用節(jié)點(diǎn)118和另一個(gè)節(jié)點(diǎn)152，154，156之間，節(jié)點(diǎn)152，154，156分別處于相應(yīng)的第一電感器(Lf)102" ,104" ,106"和相應(yīng)的第二電感器(Ls) 102‘ ,104' ,106'之間。電容器(Cf) 108'，110'，112'和電感器(Ls) 102'，104' 106'以及電感器(Lf) 102〃，104〃 和106"形成了用于電壓源逆變器(未圖示，但可參見圖2的帶有PWM整流器觀的電壓源逆變器)的主動(dòng)前端濾波器。類似于圖5的電氣濾波器100，作為共模濾波器功能的一部分，電氣濾波器150包含電阻器(Rg)114和電容器(Cg)116的串聯(lián)組合。電阻器Rg 114和電容器Cg 116的串聯(lián)組合電氣連接在節(jié)點(diǎn)118和接地端子120之間，其中，節(jié)點(diǎn)118電氣連接到三個(gè)電容器(Cf) 108'，110'，112'中的每一個(gè)。圖7的逆變器濾波器150用于三個(gè)示例性的相A，B，C或U，V，W。該電氣濾波器 150包含節(jié)點(diǎn)118 ；設(shè)為接地的端子120 ；包括電阻器(Rg) 114和電容器(Cg) 116的共模濾波器；主動(dòng)前端濾波器。對(duì)于三個(gè)示例性的相A，B，C或U，V，W中的每一個(gè)，主動(dòng)前端濾波器150包含第一端子161，162，163 ；第二端子158，159，160 ；分別電氣連接在第一端子 161，162，163和第二端子158，159，160之間的電感器(Ls) 102'，104' 106'；電氣連接在相應(yīng)的電感器(Lf) 102"，104"，106"和節(jié)點(diǎn)118之間的電容器108'，110'，112'。對(duì)于三個(gè)示例性的相A，B，C或U，V，W中的每一個(gè)，主動(dòng)前端濾波器150還包含與第一電感器(Lf) 102〃，104"和106"串聯(lián)電氣連接在第一端子161，162，163和第二端子158，159和 160 之間的第二電感器(Ls) 102'，104' 106'。實(shí)例 4由于大小，重量和成本的優(yōu)勢(shì)，示例性三相濾波器100 (圖5)，130 (圖6)和150 (圖 7)的每一個(gè)中的電感器(Lf或Ls)通?？捎萌嚯娍蛊鱽韺?shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)采用三個(gè)個(gè)體電感器時(shí)，共模電感(Lcm)等于Lf/3。然而，一個(gè)具有三個(gè)鐵芯柱并且在三個(gè)鐵芯柱上各自繞有線圈的三相電抗器(未圖示)便宜許多，并且在電氣機(jī)柜中占據(jù)甚至更小的空間。這種結(jié)構(gòu)固有地具有更小的共模電感。因此，對(duì)于三柱鐵芯的電抗器，Lcm < Lf/3。已經(jīng)知道如何提高Lcm，特別是在低電壓的三相電抗器中，其使得本發(fā)明具有實(shí)際效果。例如，1. OmH的三相低電壓電抗器可典型地具有只有大約50μ H( SP Lcm = 0. 05 * Lf)的共模電感。具有三個(gè)鐵芯柱和三個(gè)線圈的典型三相電感器提供與任何適合的結(jié)構(gòu)類型的三個(gè)個(gè)體電感器的電感相同的電感，但只對(duì)于平衡的三相正弦電路而言。由于逆變器具有對(duì)于所有的三相共同的接地基準(zhǔn)電壓階躍(ground-referenced voltage st印s)，并且由于任何現(xiàn)實(shí)世界的負(fù)載均有對(duì)地的電容，因此存在一共模電路，其與例如控制電動(dòng)機(jī)速度的預(yù)期的差模電路分立。三柱鐵芯電抗器結(jié)構(gòu)不具有理論上的共模電感，因?yàn)樵谌F芯柱中的通量抵消。當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)世界的電感器具有漏感，或者，在與支配耦合電感器設(shè)計(jì)的公式有關(guān)的項(xiàng)中，現(xiàn)實(shí)世界的線圈之間的磁耦合小于1.0。換句話說，具有電感Lf的每個(gè)三相電感器組具有共模電感Lcm，其小于Lf/3且大于零(即，0 < Lcm < Lf/3)。電阻器(Rg) 114和電容器(Cg) 116的選擇取決于想要多大共模濾波，Lcm的大小取決于Lf。從每個(gè)濾波器輸出相到地最容易完成的是dV/dt的減小，使得瞬間峰值不會(huì)隨著到負(fù)載的相對(duì)較長(zhǎng)的距離而增加。這種“dV/dt減小”移除了頻譜的高端部分，例如，其能損壞電動(dòng)機(jī)軸承、引起電纜絕緣的早期失效，并且，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的AFE濾波器的情況下，停止風(fēng)電場(chǎng)周圍的區(qū)域內(nèi)的AM無線電干擾。實(shí)例 5在低壓(即小于1000V的配電電壓)電抗器的情況下，0. 05 * Lf < Lcm < 0. 07
女Lf。實(shí)例6對(duì)于中壓(即大約IkV到大約IOkV的配電電壓)電抗器的情況下，0. 1女Lf < Lcm < 0. 22 女 Lf0實(shí)例7可以理解的是，圖5和圖6的相U，V，W以及圖7的相A，B，C可以為具有接地的相， 或者為沒有接地的相。例如，圖5示出了(以假想線繪圖)三相U, V，W的接地122。實(shí)例8圖8示出了系統(tǒng)200，其包括圖5和圖6的濾波器100，130中的一個(gè)。系統(tǒng)200用于具有多個(gè)相204的功率源202。系統(tǒng)200包括電壓源逆變器206，其設(shè)置為從功率源202 連接所述多個(gè)相204，以及通過濾波器100，130中的一個(gè)將多個(gè)輸出連接到負(fù)載210。圖9示出了系統(tǒng)200'，其包括圖7的濾波器150。系統(tǒng)200'用于具有多個(gè)相204 的功率源202'以及和具有多個(gè)相204'的電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)208。系統(tǒng)200'包括電壓源逆變器(帶有有源整流器)206'，其設(shè)置為將所述多個(gè)相204連接到或連接自功率源202'， 并且，將多個(gè)輸入連接自電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)208或?qū)⒍鄠€(gè)輸出連接到電動(dòng)機(jī)208?？梢岳斫獾氖?，系統(tǒng)200'也可在電壓源逆變器(帶有有源整流器)206'和電動(dòng)機(jī)208之間使用圖5和圖6的濾波器100，130中的一個(gè)。實(shí)例9負(fù)載210可選自感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、變壓器和電阻性負(fù)荷組。實(shí)例10系統(tǒng)200，200'可以是低壓系統(tǒng)、可變頻率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或中壓可變頻率驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。實(shí)例11多個(gè)相204，204'可以是具有或不具有接地(未圖示，但可參見圖5的假想線繪圖示出的接地122)的三相。實(shí)例12電壓源逆變器206'包括主動(dòng)前端或有源整流器(未圖示，但可參見例如圖2的 PWM整流器觀)。如果電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)208是電動(dòng)機(jī)，功率源202'可以是電網(wǎng)，主動(dòng)前端電壓源逆變器206'可以進(jìn)一步設(shè)置為使得從電動(dòng)機(jī)到電網(wǎng)的反向功率潮流(例如在制動(dòng)期間)成為可能。實(shí)例13主動(dòng)前端電壓源逆變器206'可以設(shè)置為使得從發(fā)電機(jī)208到功率源202'—— 其在這個(gè)例子中是電網(wǎng)——的功率潮流成為可能。實(shí)例14電壓源逆變器206可包括無源整流器(未圖示，但可參見圖1的DC功率源6)。盡管已經(jīng)詳細(xì)介紹了所公開構(gòu)思的具體實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)明了，在本公開的整體啟示下，可開發(fā)出多種修改和替代。因此，所公開的特定布置僅僅是說明性的， 不對(duì)所公開的構(gòu)思的范圍進(jìn)行限制，該范圍由所附權(quán)利要求及其任意以及全部等價(jià)內(nèi)容的
全部廣度給出。
附圖標(biāo)記列表
2電壓源逆變器
4三相交流(AC)功率輸出
5脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制算法
6直流(DC)功率源
8電容器組
10三相功率源
12AC 側(cè)
14DC 側(cè)
16三相負(fù)載
18三相輸出濾波器
19負(fù)載電力電纜
20負(fù)載
22AC功率源
24發(fā)電機(jī)26 電網(wǎng)28PWM 整流器30 主動(dòng)前端(AFE)32AFE 濾波器34 地40正弦濾波器42dV/dt 濾波器44分立的共模濾波器100三相正弦濾波器102 電感器(Lf)102'電感器(Ls)102〃 電感器(Lf)104 電感器(Lf)104'電感器(Ls)104"電感器(Lf)106 電感器(Lf)106'電感器(Ls)106"電感器(Lf)108 電容器(Cf)108'電容器(Cf)110 電容器(Cf)110'電容器(Cf)112 電容器(Cf)112'電容器(Cf)114 電阻器(Rg)116 電容器(Cg)118 節(jié)點(diǎn)120接地端子122 地123 第一端子124 第一端子125 第一端子126 第二端子127 第二端子128 第二端子130三相dV/dt濾波器132電阻器134電阻器
136電阻器138電阻器140電阻器142電阻器143 第一端子144 第一端子145 第一端子146 第二端子147 第二端子148 第二端子150三相主動(dòng)前端濾波器152 節(jié)點(diǎn)154 節(jié)點(diǎn)156 節(jié)點(diǎn)158 第二端子159 第二端子160 第二端子161 第一端子162 第一端子163 第一端子200 系統(tǒng)200'系統(tǒng)202功率源202'功率源204多個(gè)相204'多個(gè)相206電壓源逆變器206 ‘電壓源逆變器(帶有有源整流器)208電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)210 負(fù)載
權(quán)利要求
1.一種逆變器濾波器(100 ；130 ；150)，用于多個(gè)相Q04 ；204')，所述逆變器濾波器包含節(jié)點(diǎn)(118)；差模濾波器，對(duì)于所述多個(gè)相中的每相，其包括 第一端子(123 ； 143 ；161)， 第二端子(126 ； 146 ； 158)，電氣連接在第一端子和第二端子之間的電感器(102;102")，和電氣連接在所述電感器和所述節(jié)點(diǎn)之間的第一電容器(108;108')； 設(shè)置為接地的第三端子(120)；和共模濾波器，包括 電阻器(114)，和在所述節(jié)點(diǎn)和所述第三端子之間與電阻器串聯(lián)電氣連接的第二電容器(116)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的逆變器濾波器(100； 130)，其中，所述差模濾波器選自正弦濾波器和dV/dt濾波器，且其中，所述第一電容器電氣連接在所述第二端子和所述節(jié)點(diǎn)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的逆變器濾波器(130)，其中，所述電阻器是第一電阻器(114)；且其中，對(duì)于所述多個(gè)相的每一相，所述差模濾波器進(jìn)一步包含與所述電感器并聯(lián)電氣連接的第二電阻器(132)以及與所述第一電容器串聯(lián)電氣連接的第三電阻器(138)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的逆變器濾波器(100)，其中，所述差模濾波器是正弦濾波器；且其中，所述第一電容器電氣連接在所述第二端子和所述節(jié)點(diǎn)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的逆變器濾波器(130)，其中，所述差模濾波器是dV/dt濾波器；且其中，所述第一電容器電氣連接在所述第二端子和所述節(jié)點(diǎn)之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的逆變器濾波器(150)，其中，所述差模濾波器是用于電壓源逆變器 (206')的主動(dòng)前端濾波器；其中，所述電感器包括第一電感器(102")，其與第二電感器 (102')串聯(lián)電氣連接在所述第一端子(161)和所述第二端子(158)之間；且其中，所述第一電容器電氣連接在所述節(jié)點(diǎn)和所述第一電感器與所述第二電感器之間的另一個(gè)節(jié)點(diǎn) (152)之間。
7.一種用于功率源(202 ；208)的系統(tǒng)(200 ；200')，其具有多個(gè)相(204 ；204')，所述系統(tǒng)包含電壓源逆變器O06 ；206')，其設(shè)置為將所述多個(gè)相連接到或連接自所述功率源，以及從發(fā)電機(jī)(208)連接多個(gè)輸入或連接多個(gè)輸出到負(fù)載O10)；以及權(quán)利要求1的所述逆變器濾波器(100 ；130 ； 150)，其中，第一端子(123 ； 143 ；161)電氣連接至所述多個(gè)相中的相應(yīng)一相(U)，且其中，第二端子(126 ； 146 ； 158)電氣連接至所述多個(gè)輸入中的相應(yīng)一個(gè)或所述多個(gè)輸出中的相應(yīng)一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)000)，其中，所述負(fù)載選自感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、永磁電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、變壓器和電阻性負(fù)荷組。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)O00)，其中，所述差模濾波器是正弦濾波器；且其中，所述第一電容器電氣連接在所述第二端子和所述節(jié)點(diǎn)之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)O00)，其中，所述差模濾波器是dV/dt濾波器；且其中，所述第一電容器電氣連接在所述第二端子和所述節(jié)點(diǎn)之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)QOO')，其中，所述電壓源逆變器O06')包括主動(dòng)前端； 其中，所述負(fù)荷是電動(dòng)機(jī)O08)；其中，所述功率源是電網(wǎng)O02')；且其中，所述電壓源逆變器進(jìn)一步設(shè)置為使得從所述電動(dòng)機(jī)到所述電網(wǎng)的反向功率潮流成為可能。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)QOO')，其中，所述電壓源逆變器O06')包括主動(dòng)前端； 其中，所述功率源是電網(wǎng)O02')；且其中，所述電壓源逆變器進(jìn)一步設(shè)置為使得從所述發(fā)電機(jī)到所述電網(wǎng)的功率潮流成為可能。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)000)，其中，所述電壓源逆變器(206)包括無源整流器。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)QOO')，其中，所述電壓源逆變器O06')包括有源整流ο
15.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)QOO')，其中，所述差模濾波器是用于所述電壓源逆變器 (206')的主動(dòng)前端濾波器；其中，所述電感器包括第一電感器(102")，其與第二電感器 (102')串聯(lián)電氣連接在所述第一端子(161)和所述第二端子(158)之間；且其中，所述第一電容器電氣連接在所述節(jié)點(diǎn)和所述第一電感器與所述第二電感器之間的另一個(gè)節(jié)點(diǎn) (152)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括差模和共模的逆變器濾波器以及包括該逆變器濾波器的系統(tǒng)。一種逆變器濾波器(100；130；150)用于多個(gè)相(204；204′)。逆變器濾波器包含節(jié)點(diǎn)(118)；差模濾波器，對(duì)于多個(gè)相中的每相，其包括第一端子(123；143；161)、第二端子(126；146；158)、電氣連接在第一端子和第二端子之間的電感器(102；102″)、電氣連接在電感器和節(jié)點(diǎn)之間的第一電容器(108；108′)。逆變器濾波器還包含設(shè)置為接地的第三端子(120)；共模濾波器。共模濾波器包括電阻器(114)；與電阻器串聯(lián)電氣連接在節(jié)點(diǎn)和第三端子之間的第二電容器(116)。
文檔編號(hào)H02M1/12GK102332808SQ201110243339
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者R·C·許內(nèi)曼 申請(qǐng)人:伊頓公司