專利名稱：三相并網(wǎng)逆變器及三相電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變頻器領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種可抑制共模干擾的三相并網(wǎng)逆變器及三相電抗器。
背景技術(shù)：
三相并網(wǎng)逆變器用于將直流電能轉(zhuǎn)換成三相交流電，如圖1所示，其采用高頻開關(guān)器件搭建主電路，使用一定的調(diào)制方法，控制高頻開關(guān)器件的工作狀態(tài)，使其輸出的波形近似正弦波。高頻開關(guān)器件的動作，使得大功率三相并網(wǎng)逆變器中存在較大的共模和差模的干擾。對于多模塊并聯(lián)的大功率三相并網(wǎng)逆變器，會引入額外的共模電流和差模紋波電流。由于共模電流在三相電抗器中的磁通回路被抵消，無法對共模電流起到抑制作用。目前三相并網(wǎng)逆變器針對共模電流，大多通過單獨外加一個三相共模電抗器來抑制，而差模紋波電流則是通過逆變器本身的LC或者LCL濾波電器來抑制。然而，通過單獨增加共模電抗器來抑制共模干擾的成本較較高，體積也較大。此夕卜，逆變器僅對自身的輸出干擾起到抑制作用，當多模塊并聯(lián)后并網(wǎng)時，無法對并聯(lián)之后的總?cè)刖W(wǎng)電流差模干擾進行優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于， 針對上述三相并網(wǎng)逆變器中消除共模干擾成本較高的問題，提供一種可抑制共模干擾的三相并網(wǎng)逆變器及三相電抗器。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種三相并網(wǎng)逆變器，包括至少兩個逆變模塊且所述至少兩個逆變模塊并聯(lián)連接于直流母線和電網(wǎng)輸出端口之間；每一所述逆變模塊包括逆變橋和置于機柜內(nèi)的三相電抗器；所述三相電抗器包括三個分別纏繞有不同繞組的第一鐵芯柱以及至少一個第二鐵芯柱，其中:所述繞組接于逆變橋與電網(wǎng)輸出端口之間；所述三個第一鐵芯柱上分別具有氣隙且該三個第一鐵芯柱的第一端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第一端、第二端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第二端。在本發(fā)明所述的三相并網(wǎng)逆變器中，每一逆變模塊的逆變橋分別具有三相橋臂，不同逆變模塊的逆變橋的同相橋臂的初始載波相位依次相差2 π /i，其中i為三相并網(wǎng)逆變器中逆變模塊的數(shù)量且i > 2。在本發(fā)明所述的三相并網(wǎng)逆變器中，所述三相并網(wǎng)逆變器具有兩個逆變模塊，且該兩個逆變模塊的逆變橋的同相橋臂的初始載波相位差為η。在本發(fā)明所述的三相并網(wǎng)逆變器中，所述逆變橋的三相橋臂中分別具有功率單元，所述三相并網(wǎng)逆變器還包括控制模塊，所述控制模塊通過PWM波控制所述功率單元的通斷。在本發(fā)明所述的三相并網(wǎng)逆變器中，所述三相電抗器具有一個第二鐵芯柱且該第二鐵芯柱位于三個第一鐵芯柱的一側(cè)。
在本發(fā)明所述的三相并網(wǎng)逆變器中，所述三相電抗器具有兩個第二鐵芯柱且所述三個第一鐵芯柱位于該兩個第二鐵芯柱之間。在本發(fā)明所述的三相并網(wǎng)逆變器中，所述第一鐵芯柱、第二鐵芯柱及導磁材料位于同一由娃鋼片構(gòu)成的鐵芯上。本發(fā)明還提供一種三相電抗器，包括三個分別纏繞有不同繞組的第一鐵芯柱以及至少一個第二鐵芯柱，其中:所述三個第一鐵芯柱上分別具有氣隙且該三個第一鐵芯柱的第一端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第一端、第二端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第二端。在本發(fā)明所述的三相電抗器中，所述三相電抗器具有一個第二鐵芯柱且該第二鐵芯柱位于三個第一鐵芯柱的一側(cè)。在本發(fā)明所述的三相電抗器中，所述三相電抗器具有兩個第二鐵芯柱且所述三個第一鐵芯柱位于該兩個第二鐵芯柱之間。本發(fā)明的三相并網(wǎng)逆變器及三相電抗器，采用以逆變器整機為單位的交錯并聯(lián)技術(shù)，并使機柜之間的環(huán)流經(jīng)由置于機柜內(nèi)部的三相電抗器的第二鐵芯柱形成回路，實現(xiàn)共模電感濾除，大大減小了逆變器成本和體積。此外，本發(fā)明還通過載波移相，使得流到電網(wǎng)的電流紋波大大減小。


圖1是現(xiàn)有并網(wǎng)逆變器的示意圖。圖2是本發(fā)明三相并網(wǎng)逆變器實施例的示意圖。圖3是圖2中的三相電抗器實例的示意圖。圖4是圖2中的三相電抗器另一實例的示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖2所示，是本發(fā)明三相并網(wǎng)逆變器實施例的示意圖。本實施例中的三相并網(wǎng)逆變器可應(yīng)用于光伏系統(tǒng)并網(wǎng)等場合，其包括兩個逆變模塊20且該兩個逆變模塊20并聯(lián)連接于直流母線10和電網(wǎng)輸出端口 30之間。上述逆變模塊20包括逆變橋21和三相電抗器22，直流母線10連接到發(fā)電組件(例如太陽能光伏板)的輸出端，電網(wǎng)輸出端口 30用于連接電網(wǎng)，每一逆變模塊20通過逆變橋21將發(fā)電組件產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電，并通過三相電抗器22處理后通過電網(wǎng)輸出端口 30輸出到電網(wǎng)。當然，在實際應(yīng)用中，三相并網(wǎng)逆變器不限于兩個逆變模塊20，也可以采用三個或三個以上并聯(lián)。如圖2所示，三相電抗器22可包括三個第一鐵芯柱221及一個第二鐵芯柱222，其中第二鐵芯柱222位于三個第一鐵芯柱221的同一側(cè)。三個第一鐵芯柱221上分別具有氣隙224并分別纏繞有不同繞組223，第二鐵芯柱222則無繞組。上述繞組223接于逆變橋21與電網(wǎng)輸出端口 30之間，即每一繞組223分別接于逆變橋21的其中一相的輸出端。
上述三個第一鐵芯柱221的第一端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱222的第一端、第二端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱222的第二端。通過上述方式，使三個第一鐵芯柱221在工作過程中產(chǎn)生的共模電流經(jīng)第二鐵芯柱222形成回路，這樣就能利用未加氣隙的第二鐵芯柱222的高磁導率，對共模電流達到抑制的作用。在實際使用中，上述三相電抗器22中的第一鐵芯柱221、第二鐵芯柱222及連接第一鐵芯柱221和第二鐵芯柱222的導磁材料可位于同一鐵芯上。上述鐵芯可米用娃鋼片，因其鐵損比較大。如圖3所示，在三相電抗器22的另一實例中，還可采用兩個第二鐵芯柱222’，SP在三相電抗器22的鐵芯中設(shè)置兩個無繞組、無氣隙的鐵芯柱。三個具有繞組的第一鐵芯柱221’位于兩個第二鐵芯柱222’之間。上述結(jié)構(gòu)的三相電抗器22對于溫升有較好的作用。當然，在實際應(yīng)用中，還可設(shè)置更多 無繞組、無氣隙的鐵芯柱。在上述的三相并網(wǎng)逆變器中，由于采用多逆變模塊20并網(wǎng)處理直流電，在多個逆變模塊20并聯(lián)后并網(wǎng)時，將產(chǎn)生總?cè)刖W(wǎng)電流差模干擾。為解決上述問題，可使不同逆變模塊20的逆變橋21的同相橋臂的初始載波相位依次相差2 π /i，其中i為三相并網(wǎng)逆變器中逆變模塊20的數(shù)量且i >2。例如當三相并網(wǎng)逆變器具有兩個逆變模塊20時，可使該兩個逆變模塊20的逆變橋的同相橋臂的初始載波相位差為。通過上述的載波移相處理，可將多個逆變模塊20的同相橋臂的三角載波初相位按載波數(shù)在I個載波周期內(nèi)均分，這樣三相并網(wǎng)逆變器的電流等效開關(guān)頻率為橋臂實際開關(guān)頻率的2倍，達到了頻率倍增的效果。頻率增加之后，輸出到電網(wǎng)的差模紋波電流變小，同時逆變模塊20之間的環(huán)流中的高頻分量也會變小，高頻分量中的共模成分也會變小，使得共模電感更容易將其中的共模諧波濾除。上述載波移相可通過以下方式實現(xiàn):由三相并網(wǎng)逆變器中的控制模塊，通過PWM波控制逆變橋三相橋臂上的功率單元的通斷，從而控制各相橋臂的初始載波相位。本發(fā)明還提供一種上述三相并網(wǎng)逆變器中使用的三相電抗器。該三相電抗器包括三個分別纏繞有不同繞組的第一鐵芯柱以及至少一個第二鐵芯柱，其中三個第一鐵芯柱上分別具有氣隙且該三個第一鐵芯柱的第一端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第一端、第二端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第二端。在上述的三相電抗器中，三相電抗器具有一個第二鐵芯柱且該第二鐵芯柱位于三個第一鐵芯柱的一側(cè)。此外，三相電抗器也可具有兩個第二鐵芯柱且三個第一鐵芯柱位于該兩個第二鐵芯柱之間。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種三相并網(wǎng)逆變器，包括至少兩個逆變模塊且所述至少兩個逆變模塊并聯(lián)連接于直流母線和電網(wǎng)輸出端口之間；每一所述逆變模塊包括逆變橋和置于機柜內(nèi)的三相電抗器；其特征在于:所述三相電抗器包括三個分別纏繞有不同繞組的第一鐵芯柱以及至少一個第二鐵芯柱，其中:所述繞組接于逆變橋與電網(wǎng)輸出端口之間；所述三個第一鐵芯柱上分別具有氣隙且該三個第一鐵芯柱的第一端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第一端、第二端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第二端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于:每一逆變模塊的逆變橋分別具有三相橋臂，不同逆變模塊的逆變橋的同相橋臂的初始載波相位依次相差2 π /i，其中i為三相并網(wǎng)逆變器中逆變模塊的數(shù)量且i > 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述三相并網(wǎng)逆變器具有兩個逆變模塊，且該兩個逆變模塊的逆變橋的同相橋臂的初始載波相位差為η。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述逆變橋的三相橋臂中分別具有功率單元，所述三相并網(wǎng)逆變器還包括控制模塊，所述控制模塊通過PWM波控制所述功率單元的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述三相電抗器具有一個第二鐵芯柱且該第二鐵芯柱位于三個第一鐵芯柱的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相并網(wǎng)逆變器，其特征在于:所述三相電抗器具有兩個第二鐵芯柱且所述三個第一鐵芯柱位于該兩個第二鐵芯柱之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相電抗器，其特征在于:所述第一鐵芯柱、第二鐵芯柱及導磁材料位于同一由娃鋼片構(gòu)成的鐵芯上。
8.—種三相電抗器，其特征在于:包括三個分別纏繞有不同繞組的第一鐵芯柱以及至少一個第二鐵芯柱，其中:所述三個第一鐵芯柱上分別具有氣隙且該三個第一鐵芯柱的第一端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第一端、第二端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第二端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三相電抗器，其特征在于:所述三相電抗器具有一個第二鐵芯柱且該第二鐵芯柱位于三個第一鐵芯柱的一側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的三相電抗器，其特征在于:所述三相電抗器具有兩個第二鐵芯柱且所述三個第一鐵芯柱位于該兩個第二鐵芯柱之間。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種三相并網(wǎng)逆變器，包括至少兩個逆變模塊且所述至少兩個逆變模塊并聯(lián)連接于直流母線和電網(wǎng)輸出端口之間；每一所述逆變模塊包括逆變橋和置于機柜內(nèi)的三相電抗器；所述三相電抗器包括三個分別纏繞有不同繞組的第一鐵芯柱以及至少一個第二鐵芯柱，其中所述繞組接于逆變橋與電網(wǎng)輸出端口之間；所述三個第一鐵芯柱上分別具有氣隙且該三個第一鐵芯柱的第一端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第一端、第二端分別經(jīng)由導磁材料連接到第二鐵芯柱的第二端。本發(fā)明還提供了一種三相電抗器。本發(fā)明使機柜之間的環(huán)流經(jīng)由置于機柜內(nèi)部的三相電抗器的第二鐵芯柱形成回路，實現(xiàn)共模電感濾除，大大減小了逆變器成本和體積。
文檔編號H02J3/38GK103219742SQ20131008820
公開日2013年7月24日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者劉玉偉, 方海 申請人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司, 蘇州匯川技術(shù)有限公司, 蘇州默納克控制技術(shù)有限公司