專利名稱：電能轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與多個變壓器串聯(lián)和/或并聯(lián)的電能轉(zhuǎn)換器。
因此，US 4 339 704以及US 3 419 786文獻描述了一種包括初級線圈和幾個次級線圈的轉(zhuǎn)換器。對該轉(zhuǎn)換器提供交流電壓。次級線圈與兩條導(dǎo)線并聯(lián)，每條導(dǎo)線上分別具有串聯(lián)的二極管。因此，在其各自二極管之間，利用次級線圈使兩條導(dǎo)線互聯(lián)。US 3 419 786文獻描述的轉(zhuǎn)換器，對于N個次級線圈，在每條導(dǎo)線上包括N+1個二極管。此外，它還包括與各次級線圈串聯(lián)的N個開關(guān)。
US 4 339 704文獻描述的轉(zhuǎn)換器在每條導(dǎo)線上包括N+2個串聯(lián)的二極管，兩個設(shè)置在兩個相繼次級線圈接線之間的二極管。N-1個開關(guān)將相繼串聯(lián)連接的兩個二極管之間的兩條導(dǎo)線連接在一起。
這兩種轉(zhuǎn)換器通過使次級線圈串聯(lián)或并聯(lián)，可以將輸出電壓改變N倍。
然而，它們的缺陷是需要使用大量開關(guān)并且不能容許擊穿初級電路容限。
此外，這兩種轉(zhuǎn)換器對直流輸入電壓無效，并且輸出電壓的變化范圍有限。
此外，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器對交流或直流輸出電壓或交流或直流輸入電壓有效。
為此，本發(fā)明的第一方面涉及提供一種電能轉(zhuǎn)換器，該電能轉(zhuǎn)換器包括●N個變壓器，每個變壓器分別包括一個初級線圈和一個次級線圈。
●初級電路，與變壓器的初級線圈連接在其上的兩個輸入端相連。
●次級電路，與變壓器的次級線圈連接在其上的兩個輸出端相連。
此轉(zhuǎn)換器的特征在于，轉(zhuǎn)換器的初級電路和次級電路分別包括與N個初級線圈和N個次級線圈相連的一組開關(guān)裝置，其特征還在于，它包括用于控制初級電路或次級電路至少之一的開關(guān)裝置的控制裝置，這樣連接開關(guān)裝置，以致利用控制裝置使N個初級線圈和/或次級線圈串聯(lián)和/或并聯(lián)。
在第一變換例中，初級電路包括為輸入端供電的電流發(fā)生器，次級電路包括與輸出端并聯(lián)的電壓發(fā)生器。
在第二變換例中，初級電路包括與輸入端并聯(lián)的電壓發(fā)生器，次級電路包括與輸出端相連的電流發(fā)生器。
在一個實施例中，初級電路或次級電路可以分別采用如下兩種對偶配置之一。
●第一種配置包括兩條并聯(lián)在輸入端或輸出端之間的電導(dǎo)線，每條導(dǎo)線均至少包括N+1個串聯(lián)開關(guān)裝置，在各自開關(guān)裝置之間，利用初級線圈或次級線圈使兩條導(dǎo)線互聯(lián)。
●第二種配置包括N+1條并聯(lián)在輸入端或輸出端之間的電導(dǎo)線，每條導(dǎo)線至少包括兩個串聯(lián)的開關(guān)裝置，在各自開關(guān)裝置之間，利用初級線圈或次級線圈使各導(dǎo)線互聯(lián)。
本發(fā)明的另一個目的涉及一種用于控制根據(jù)本發(fā)明其初級電路采用第一種配置的轉(zhuǎn)換器的方法。
該方法包括步驟沿著初級電路的開關(guān)裝置對，相繼改變開關(guān)模式；以及對于各對開關(guān)裝置，順序倒置該對開關(guān)裝置中的開關(guān)裝置之一的狀態(tài)，或者順序倒置該對開關(guān)裝置中的兩個開關(guān)裝置的狀態(tài)。
一對開關(guān)裝置即連接在給定線圈之前或之后的兩個開關(guān)裝置。
圖6和圖7示出根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器的兩種開關(guān)模式。
●N個變壓器(PN，SN)，分別包括一個初級線圈PN和一個次級線圈SN，N是整數(shù)。
●初級電路1，與變壓器的初級線圈PN連接在其上的兩個輸入端2、3相連。
●次級電路4，與變壓器的次級線圈SN連接在其上的兩個輸出端5、6相連。
初級電路1和次級電路4分別至少包括2N+2個開關(guān)裝置IN和I’N。
該轉(zhuǎn)換器還包括用于控制開關(guān)裝置IN和I’N以及至少初級電路和次級電路之一的控制裝置7，這樣連接開關(guān)裝置，以致利用該控制裝置使N個初級線圈或次級線圈串聯(lián)和/或并聯(lián)。
控制裝置7可以單獨控制初級電路1或次級電路4的開關(guān)裝置，或者同時控制初級電路1和次級電路4的開關(guān)裝置。
開關(guān)裝置IN和I’N可以斷開并閉合與它們相連的電路。
這些開關(guān)裝置可以是單向開關(guān)或雙向開關(guān)，例如二極管、IGBT、半導(dǎo)體開關(guān)元件、三端雙向可控硅開關(guān)元件，場效應(yīng)晶體管、雙極型晶體管、接觸器、觸電、GTO、ICGT、MOS或類似元件。
在第一變換例中，初級電路1包括為輸入端2、3供電的電流發(fā)生器，次級電路4包括與輸出端5、6并聯(lián)的電壓發(fā)生器。例如，電壓發(fā)生器為電容器。
在第二變換例中，初級電路1包括與輸入端2、3并聯(lián)的電壓發(fā)生器(例如電容器)，次級電路4包括與輸出端5、6相連的電流發(fā)生器(例如線圈)。
初級電路1或次級電路4均可以采用如下兩種對偶配置之一。
參考

圖1說明第一種配置，圖1示出其初級電路1和次級電路4均采用此第一種配置的轉(zhuǎn)換器。
在所示的例子中，轉(zhuǎn)換器包括N＝2個變壓器。
初級電路1和次級電路4分別包括兩條并聯(lián)在輸入端2、3或輸出端5、6之間的電導(dǎo)線C1、C2。
導(dǎo)線C1、C2內(nèi)分別包括N+1個串聯(lián)開關(guān)IN和I’N。
在各自開關(guān)IN和I’N之間，利用初級線圈PN，使初級電路的兩條導(dǎo)線C1、C2互聯(lián)。因此，在兩條導(dǎo)線C1、C2之間并聯(lián)初級線圈PN。
同樣，在各自開關(guān)IN和I’N之間，利用次級線圈SN，使次級電路的兩條導(dǎo)線C1、C2互聯(lián)。這樣，就可以在兩條導(dǎo)線C1、C2之間并聯(lián)次級線圈SN。
在圖1所示的實施例中，次級電路的開關(guān)IN和I’N為二極管。在同一個方向連接所有這些二極管。
圖1至圖4所示的、位于初級線圈PN和次級線圈SN電平上的點代表線圈的方向。
因此，在圖1中，線圈P2、S2為相同方向，而線圈P1、S1方向互相相反。當初級電路的線圈并聯(lián)時，此配置可以獲得次級電路線圈的并聯(lián)分路，反之亦然。
對于具有N個變壓器的轉(zhuǎn)換器，當初級電路和次級電路具有相同配置時，根據(jù)初級電路的相應(yīng)線圈倒置兩個次級電路上的線圈。
參考圖2說明作為第一種配置的對偶的第二種配置，圖2示出其初級電路1具有第一種配置，而其次級電路4采用此第二種配置的轉(zhuǎn)換器。
兩個電路之間的對偶性包括如下特性●當初級電路的開關(guān)閉合時，次級電路內(nèi)的相應(yīng)開關(guān)斷開，反之亦然；●初級開關(guān)上的電壓波形變成次級開關(guān)內(nèi)的電流波形，反之亦然；●當初級線圈串聯(lián)時，次級線圈就并聯(lián)，反之亦然。
在圖2所示的例子中，轉(zhuǎn)換器包括N＝2個變壓器。
初級電路1與圖1所示的初級電路相同。
次級電路4包括與次級電路的輸出端5、6并聯(lián)的N+1條電導(dǎo)線CN。
次級電路的每條導(dǎo)線CN分別包括串聯(lián)的兩個開關(guān)IN.1和IN.2，在各自開關(guān)之間，利用次級線圈SN使導(dǎo)線CN兩條兩條互聯(lián)。
在此圖所示的實施例中，次級電路的開關(guān)IN.1和IN.2是二極管。
由于初級電路1的配置和次級電路4的配置互相對偶，所以，當初級電路線圈串聯(lián)使，無需倒置兩個電路上的線圈的方向，就可以獲得并聯(lián)的次級電路線圈分路，反之亦然。
因此，對于圖2所示的轉(zhuǎn)換器，代表線圈方向的點全部在同一側(cè)。
對于具有N個變壓器的轉(zhuǎn)換器，當初級電路和次級電路是對偶配置時，所有線圈均為同一個方向。
為了獲得轉(zhuǎn)換器的可能性，要求次級電路的二極管開關(guān)并聯(lián)，利用初級控制器的對偶性對這些開關(guān)進行控制。還可以采用雙向開關(guān)IN.1和IN.2。
圖3示出圖2所示實施例的變換例。在這些圖中，相同的參考符號表示相同的部分。
在此變換例中，初級電路1采用第一種配置，而次級電路4采用第二種配置。
次級電路4與圖1所示的次級電路相同，因此用相同的參考符號表示相同的單元。
此外，次級電路的兩條導(dǎo)線C1、C2還與線圈8串聯(lián)，與電容器9并聯(lián)。
由于存在線圈8，所以次級電路具有電流發(fā)生器。
初級電路1與圖1所示的初級電路基本相同，所以，相同的參考編號表示相同的部分。
初級電路的兩條導(dǎo)線C1、C2與電容器13并聯(lián)。
電容器13與線圈15和電壓發(fā)生器16串聯(lián)。該電壓發(fā)生器連接在輸入端2、3之間。
由于存在電容器13，所以初級電路具有電壓發(fā)生器。
參考圖4說明第三實施例。
在此實施例中，初級電路和次級電路采用具有N＝2個變壓器的第二種配置。因此，根據(jù)相應(yīng)P2以及其它線圈P1、S1的方向，倒置次級線圈之一(在此為S2)的方向。
初級電路1的開關(guān)IN.1和IN.2分別與二極管17并聯(lián)，從而實現(xiàn)雙向運行。
次級電路的開關(guān)IN.1和IN.2是二極管。
電壓發(fā)生器(VE)為初級電路供電。次級電路與電流發(fā)生器(線圈18)相連。線圈18串聯(lián)安裝到正輸出端5，電容器9并聯(lián)安裝到輸出端5、6之間。
以下將說明本發(fā)明各實施例的運行過程。
Ve定義輸入端2、3之間的電壓，Vs定義輸出端5、6之間的電壓。
現(xiàn)在，將參考圖1對其初級電路和次級電路均采用第一種配置的轉(zhuǎn)換器的運行過程進行說明。
當兩個線圈P1和P2并聯(lián)時，例如當初級電路1的開關(guān)Is1和I’1斷開，而其它開關(guān)閉合時，如果輸入端2為正，則與輸入端2相連的線圈一端也為正。這些端與圖1所示的點一致。
利用變壓器結(jié)構(gòu)，用點表示的次級線圈S1和S2的相應(yīng)各端也為正，這樣就在次級電路4內(nèi)感應(yīng)環(huán)流，然后，次級線圈串聯(lián)。
由于初級線圈P1和P2并聯(lián)，所以各線圈電平電壓等于Ve。因此，如果變壓比為1，則各次級線圈S1和S2的電平電壓也等于Ve，輸出電壓Vs＝2Ve。
當線圈P1和P2串聯(lián)時，例如，當開關(guān)I1、I’2以及I3閉合而其它開關(guān)斷開時，與輸入端2(正)相連的線圈P1端(圖中利用點標記的端)為正，并且P2上被點標記的端為負。各線圈P1、P2的電平電壓等于Ve/2。
因此，線圈S1上用點標記的端為正，而線圈S2上用點標記的端為負，以致只有二極管I’1、I’2、I2、I3導(dǎo)通，并且S1和S2并聯(lián)，各線圈S1、S2的電平電壓均等于Ve/2。
因此，輸出電壓為Vs＝Ve/2。
所以，對于包括N個變壓比為1的變壓器的轉(zhuǎn)換器，可以使輸出電壓在Ve/N與N.Ve之間變化。因此，電子電路的動態(tài)特性為N2。
當然，通過斷開開關(guān)I1和I3并通過閉合其它開關(guān)，初級線圈P1、P2還可以并聯(lián)。對各端施加的電壓被倒置，因此可以施加變壓器所需的交流運行電壓。
對于交流輸入電壓Ve，根據(jù)交流輸入電壓的變化頻率，通過以適當頻率閉合或斷開初級電路的開關(guān)，可以獲得直流輸出電壓Vs。因此，必須保證初級電路的所有開關(guān)均是雙向的。
這種組裝方式的優(yōu)勢在于，可以使用高可變輸入電壓(例如100伏與1600伏之間)并且可以將輸出電壓調(diào)節(jié)到固定值。
發(fā)生器的數(shù)量N越大，電壓的變化范圍就越大。
如果初級線圈并聯(lián)，次級線圈串聯(lián)，則可以保證變壓器的電壓平衡，反之亦然。
以下將參考圖2對其初級電路和次級電路分別采用第一種配置和第二種配置的轉(zhuǎn)換器的運行過程進行說明。
兩種配置互相對偶的事實意味著，當初級電路的線圈P1、P2并聯(lián)時，線圈S1、S2串聯(lián)，反之亦然。
因此，當P1和P2并聯(lián)并且其上用點標記的端為正時，S1和S2的相應(yīng)端也為正，以致只有二極管I1.1、I3導(dǎo)通，而S1、S2串聯(lián)。
如果P1和P2并聯(lián)，并且具有倒置極性，則S1和S2以倒置極性串聯(lián)，并且只有二極管I1.2、I3.1導(dǎo)通。
同樣，對于上述轉(zhuǎn)換器，可以在輸入端使用直流電壓發(fā)生器或交流電壓發(fā)生器，并在輸出端獲得直流電壓。
現(xiàn)在，在如圖5所示的正弦交流輸入電壓情況下，對圖3所示的電路進行說明。
用Vmax定義最高電壓Ve，并且分別用V1和V2定義的輸入電壓分別接近等于約1/3Vmax和2/3Vmax。
然后，將正弦輸入電壓曲線分割為幾個區(qū)●A區(qū)，對應(yīng)于電壓范圍0≤Ve≤V1●B區(qū)，對應(yīng)于電壓范圍V1≤Ve≤V2●C區(qū)，對應(yīng)于電壓范圍V2≤Ve≤Vmax當Ve位于A區(qū)內(nèi)時，輸入電壓非常低，并且每個變壓器均可以支持此輸入電壓。例如，閉合或斷開初級電路的開關(guān)IN和I’N，以使所有初級線圈PN并聯(lián)，從而使次級線圈SN串聯(lián)，如圖5a所示。
對每個線圈PN、SN施加低電壓Ve，并且給定弱電流通過線圈SN。
當Ve位于B區(qū)內(nèi)時，輸入電壓高，并且各變壓器不再支持該電壓。例如，閉合或斷開初級電路的開關(guān)IN和I’N以使初級線圈PN兩個兩個并聯(lián)，從而導(dǎo)致次級線圈SN兩個兩個串聯(lián)，如圖5B所示。
因此，對每個線圈PN、SN分別施加電壓V3/2，被一分為二的電流通過所有線圈SN。
當Ve位于C區(qū)內(nèi)時，輸入電壓更高，并且各變壓器不再完全支持此輸入電壓。例如，閉合或斷開初級電路的開關(guān)IN和I’N以使所有初級線圈PN串聯(lián)，從而導(dǎo)致次級線圈SN并聯(lián)，如圖5C所示。
因此，對每個線圈PN、SN施加電壓Ve/N，并且被一分為N的電流通過所有線圈SN。
對于具有N個變壓器的電路，使初級線圈并聯(lián)和/或串聯(lián)的可能性非常高，以致可以根據(jù)用途，例如根據(jù)固定值來調(diào)節(jié)輸出電壓。
以下將說明圖4所示的實施例。
當初級線圈P1、P2并聯(lián)時，例如當開關(guān)I1.1、I3.1、I2.2閉合而其它開關(guān)斷開時，線圈P1上被點標記的一端為正，而線圈P2上被點標記的一端為負。因此，次級線圈S1、S2上被點標記的各端分別為正和負。極性意味著，只有二極管I1.1導(dǎo)通，并且線圈S1、S2串聯(lián)。
圖6和圖7示出初級電路1的導(dǎo)線C1和C2。僅表示出首先的7個線圈PN。
被示為粗線的部分導(dǎo)線C1和C2表示開關(guān)IN、I’N閉合，而被示為細線的部分導(dǎo)線C1和C2表示開關(guān)IN、I’N斷開。
一對開關(guān)裝置被定義為是由連接在給定線圈之前或之后的兩個開關(guān)裝置構(gòu)成的。
通過改變利用沿開關(guān)裝置對的框架C表示的開關(guān)模式，并通過順序倒置位于該框架內(nèi)的一個或兩個開關(guān)裝置的，逐漸實現(xiàn)閉合或斷開。在兩種倒置情況下，這些可以連續(xù)實現(xiàn)。
因此，控制裝置連續(xù)控制各對開關(guān)裝置I1、I’1，I2、I’2，...，IN、I’N。在各步驟，根據(jù)要求的結(jié)果，倒置或不倒置開關(guān)元件IN，倒置或不倒置開關(guān)元件I’N。
例如，此方法可以倒置初級電路的極性，或者說可以倒置各變壓器端的電壓的極性。
圖6所示的例子是對位于所有初級線圈PN為串聯(lián)的配置中的初級線圈的極性極性倒置。通過倒置所有開關(guān)實現(xiàn)極性倒置。
在圖7所示的例子中，這樣閉合和斷開開關(guān)裝置，以致可以從其所有開關(guān)裝置IN、I’N均為串聯(lián)的配置轉(zhuǎn)換為其開關(guān)裝置兩個兩個并聯(lián)的配置。
此控制方法具有如下優(yōu)勢●開關(guān)的閉合或斷開過程幾乎是“柔性的”即事實上動態(tài)損失被降低為4分之一；●在同一個時間可以閉合或斷開一個開關(guān)，這樣可以簡化實現(xiàn)過程，并且不存在與同時閉合或斷開串聯(lián)半導(dǎo)體有關(guān)的問題；●從次級電路檢測到的視在頻率非常高；●輸入自感線圈之后的初級端的波動振幅極低，這樣就可以減小輸入自感線圈的大??；●由于調(diào)節(jié)過程的響應(yīng)時間極短，所以有助于對輸入電流進行調(diào)節(jié)。
此外，由于在根據(jù)本發(fā)明的電路中持續(xù)有電流流過，所以與具有顯著脈動電流的傳統(tǒng)電路比較，該電路的輸入濾波器和輸出濾波器承受的壓力小。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器還具有容許簡單擊穿的優(yōu)勢而與變壓器開關(guān)的擊穿方式無關(guān)，可以在惡化狀態(tài)下運行。
通過對開關(guān)施加適當命令，可以將故障級隔離。結(jié)果是限制了整個電路的容量(降低了電壓變化范圍)，而無需停止整個電路運行。
此外，采用第一種配置的初級電路非常適于高電壓，因為各開關(guān)共享它們之間的電壓。采用第二種配置的次級電路非常適于高輸出電流，因為各開關(guān)共享輸出電流。
根據(jù)本發(fā)明的電子電路在電子學(xué)中的應(yīng)用范圍廣闊。
本發(fā)明并不局限于所描述的實施例，具體地說，所使用的數(shù)值N的變化范圍大。
具體地說，在本發(fā)明范圍內(nèi)，可以設(shè)計變壓器初級線圈和/或次級線圈的各種并聯(lián)和/或串聯(lián)組合。
此外，可以利用計算機對所有電子電路元件部分進行控制，從而獲得要求的變壓器連接。
以下將說明本發(fā)明的兩個特定應(yīng)用。
在根據(jù)本發(fā)明電子電路的第一種應(yīng)用中，此電路替換設(shè)置在電力機車內(nèi)、利用1500v或3000v直流電壓或1000v或1500v的交流電壓供電的電能轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器可以將此電壓轉(zhuǎn)換為可以對安裝在此機車內(nèi)的電氣元件供電的電壓。
通過利用根據(jù)本發(fā)明的電子電路替換已知的電能轉(zhuǎn)換器，就可以取消輸入濾波器。
事實上，在已知的實施例中，UIC 550標準(國際鐵路聯(lián)合會)要求使用由電容器和有感電阻器構(gòu)成的笨重輸入濾波器。
利用根據(jù)本發(fā)明的電子電路，可以取消所述笨重濾波器，又符合標準并因此減少可觀的重量。
輸入發(fā)生器變成電流發(fā)生器。
用于控制開關(guān)的方法對符合標準UIC 550的恒流進行調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生高輸入阻抗。
在50Hz以下，設(shè)置電流控制點以調(diào)節(jié)輸出電壓。
該轉(zhuǎn)換器的另一種應(yīng)用是將它用作一種提供牽引利用15000V或25000V交流供電的電力機車能力的轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器可以將此電壓轉(zhuǎn)換為能夠?qū)Π惭b在所述機車內(nèi)的電氣元件供電的電壓。所述電氣轉(zhuǎn)換器內(nèi)沒有低頻(50Hz或16.7Hz)高壓變壓器。
根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器可以用于大量應(yīng)用領(lǐng)域●鐵路運輸當前使用的輸入變壓器及其整流器重達13噸，而根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器只有3噸；●各種供電電壓的平均功率應(yīng)用利用根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器，不再需要調(diào)整設(shè)備，只要能夠調(diào)節(jié)控制方法就可以。
●恒功率供電以及可變輸出電壓供電。
權(quán)利要求
1.一種電能轉(zhuǎn)換器，該電能轉(zhuǎn)換器包括●N個變壓器，每個變壓器分別包括初級線圈(PN)和次級線圈(SN)；●初級電路(1)，與變壓器的初級線圈(PN)連接在其上的兩個輸入端(2、3)相連；●次級電路(4)，與變壓器的次級線圈(SN)連接在其上的兩個輸出端(5、6)相連；其特征在于，該轉(zhuǎn)換器的初級電路(1)和次級電路(4)分別包括一組與N個初級線圈(PN)和N個次級線圈(SN)相連的開關(guān)裝置(IN、I’N、IN.1、IN.2)；其特征還在于，它包括用于控制初級電路(1)或次級電路(4)至少之一的開關(guān)裝置(IN、I’N、IN.1、IN.2)的控制裝置(7)，這樣連接開關(guān)裝置(IN、I’N、IN.1、IN.2)，以致利用控制裝置(7)使N個初級線圈(PN)和/或次級線圈(SN)串聯(lián)和/或并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，初級電路(1)包括為輸入端(2、3)供電的電流發(fā)生器，次級電路(4)包括與輸出端(5、6)并聯(lián)的電壓發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，初級電路(1)包括與輸入端(2、3)并聯(lián)的發(fā)生器，次級電路(4)包括與輸出端(5、6)相連的電流發(fā)生器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，初級電路(1)或次級電路(4)可以分別采用如下兩種對偶配置之一●第一種配置，包括兩條并聯(lián)在輸入端(2、3)或輸出端(5、6)之間的電導(dǎo)線(C1、C2)，每條導(dǎo)線(C1、C2)均至少包括N+1個串聯(lián)開關(guān)裝置(IN、I’N)，在各自開關(guān)裝置(IN、I’N)之間，利用初級線圈(PN)或次級線圈(SN)使兩條導(dǎo)線(C1、C2)互聯(lián)；●第二種配置，包括N+1條并聯(lián)在輸入端(2、3)或輸出端(5、6)之間的電導(dǎo)線(CN)，每條導(dǎo)線(CN)至少包括兩個串聯(lián)的開關(guān)裝置(IN.1、I’N.2)，在各自開關(guān)裝置(IN.1、I’N.2)之間，利用初級線圈(PN)或次級線圈(SN)使各導(dǎo)線(CN)互聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當初級電路(1)和次級電路(4)具有相同配置時，根據(jù)初級電路的相應(yīng)線圈(PN)倒置兩個次級電路(SN)上的一個線圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，當初級電路(1)和次級電路(4)具有不同配置時，所有線圈(PN、SN)為同一個方向。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，次級電路(4)和/或初級電路(1)的開關(guān)裝置(IN、I’N、IN.1、IN.2)為單向開關(guān)或雙向開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，控制裝置(7)控制初級電路(1)和/或次級電路(4)的開關(guān)裝置(IN、I’N、IN.1、IN.2)，同時在初級和次級對所述開關(guān)進行控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求3至8之一所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，它包括●初級電路(1)，采用第一種配置，初級電路的兩條導(dǎo)線(C1、C2)與電容器(13)并聯(lián)；●線圈(15)，與電容器(13)串聯(lián)；●電壓發(fā)生器(16)，連接在輸入端(2、3)之間；●次級電路(4)，采用第一種配置，其兩條導(dǎo)線(C1、C2)與線圈(8)串聯(lián)，與電容器(9)并聯(lián)；次級電路的開關(guān)裝置(IN、I’N)為二極管。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至8之一所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，它包括●初級電路(1)，采用其開關(guān)裝置(IN、I’N)為分別與一個二極管并聯(lián)的單向開關(guān)的第二種配置；●次級電路，采用其開關(guān)裝置(IN、I’N)為二極管的第二種配置；●電容器(19)，與輸出端(5、6)并聯(lián)；●線圈(18)，與輸出端(5、6)之一串聯(lián)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用于作為，設(shè)置在電力機車內(nèi)、利用1500v或3000v直流電壓或1000v或1500v的交流電壓供電的電能轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器可以將此電壓轉(zhuǎn)換為可以對安裝在所述機車內(nèi)的電氣元件供電的電壓，其特征在于，所述電氣轉(zhuǎn)換器沒有輸入濾波器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10所述的轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用于作為，提供牽引機車能力、利用15000V或25000V交流供電的轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器可以將所述電壓轉(zhuǎn)換為能夠?qū)Π惭b在所述機車內(nèi)的電氣元件供電的電壓，其特征在于，所述電氣轉(zhuǎn)換器內(nèi)沒有高輸入電壓低頻變壓器。
13.根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1至9所述的轉(zhuǎn)換器的控制方法，其中初級電路具有第一種配置，一對開關(guān)裝置即連接在給定線圈之前或之后的兩個開關(guān)裝置，其特征在于，該方法包括步驟沿著初級電路的開關(guān)裝置對，相繼改變開關(guān)模式；以及對于各對開關(guān)裝置，順序倒置該對開關(guān)裝置中的開關(guān)裝置之一的狀態(tài)，或者順序倒置該對開關(guān)裝置中的兩個開關(guān)裝置的狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種電能轉(zhuǎn)換器,該電能轉(zhuǎn)換器包括:N個變壓器,每個變壓器分別包括初級線圈和次級線圈(S
文檔編號H02M3/28GK1374741SQ0210318
公開日2002年10月16日 申請日期2002年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月5日
發(fā)明者熱拉爾·卡爾費拉吉, 菲利普·奧班 申請人:費弗萊運輸公司