[发明专利]具有多相矩阵变换器的能源供应系统和运行该系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有多相矩阵变换器的能源供应系统，多相矩阵变换器具有多个输入端接线端子、多个输出端接线端子和多个子变换器，其中输入端接线端子分别通过子变换器的双向开关与输出端接线端子相连接。

另外，本发明涉及一种用于运行具有多相矩阵变换器的能源供应系统的方法。

背景技术

这种具有多相矩阵变换器的能源供应系统已在DE202005001686U1中公开。另外，矩阵变换器按照已知的方式连接至交流电系统，例如如图1所示。在这种装置中，必须在电网供电中设置用于减少谐波的昂贵的电源滤波器，该谐波根据其损耗降低有效作用系数。

在作为直流电压源的具有光电装置的能源供应系统中，为了输入公共电网，例如380V电网，必须首先将直流电压转换为与电网同步的交流电压。为此，需使用电网换向逆变器。

大的光电场被分为单个线路。另外，目前将1000V以内的线路电压作为用于串联的变换器的输入电压。在这种光电装置中，由于分布在光电场中的装置电容中储存了波动的电荷，可能会出现不期待的振动特性。

为了避免这一问题以及这种实施方式的其它缺点，要并联光电场的多个线路，并通过较大的电缆横截面将能源输送给中央逆变器。通过平均电压或高压变压器将多个这种逆变器连接至电网。

发明内容

所以，本发明的目的在于提出一种上述种类的能源供应系统和用于运行这种能源供应系统的方法，其中能源供应系统能够以简单的方式从多个直流电压源、例如从光电场传输能量，供应给三相电流耗电器。

这一目的一方面通过具有权利要求1所述特征的能源供应系统来实现。另外，在输入端接线端子上分别连接一个电路，该电路具有至少一个直流电压源、与该直流电压源串联的用于产生第一交流电压的逆变器以及与逆变器串联的HF转换器。HF转换器用于将第一交流电压升高到第二交流电压，并且用于将第二交流电压的频率相对于第一交流电压频率改变多倍。另外，设置了控制单元，该控制单元根据直流电压源的输出端上的电流和电压的瞬时值以及根据HF转换器输出端的第二交流电压来控制多相矩阵变换器的双向开关以及HF转换器。

另一个与方法有关的目的通过根据权利要求10的特征来实现。在此，在输出端接线端子处存在的、处用于三相电网的相位的正弦形交流电压由HF转换器的输出端处的交流电压的不同时长和高度的电压脉冲构成，这通过控制单元这样控制双向开关来实现，即将电压脉冲传导到输出端接线端子上。另外，通过控制单元按照需要改变传输的电压脉冲的时长和高度。

本发明的有利改进方案由从属权利要求2至9和11至13中得出。

本发明的有利改进方案在于，根据权利要求2将直流电压源设计为光电场区域。

另外，有利的是，根据权利要求3根据例如电网运营商的有功和/或无功功率预定值通过控制单元进行控制。

一个特殊的优点在于，根据权利要求4，在输出端接线端子处存在用于三相电网的相位的正弦形交流电压，该电压由不同时长和高度的电压脉冲构成，并在通过控制单元触发后将该电压从双向开关传导至多相矩阵变换器的输出端接线端子上，其中，能通过控制单元改变传输的电压脉冲的时长和高度。

根据权利要求5和6，能源供应系统用于驱动由电池运行的车辆，其中，直流电压源被设计为电池。

根据本发明的方法的改进方案符合根据本发明的能源供应系统的有利设计方案。

附图说明

以下根据附图对本发明的实施例作进一步说明。图中示出：

图1示出从背景技术中已知的具有矩阵变换器的能源供应系统的电路拓扑，

图2示出根据本发明的具有多相矩阵变换器的能源供应系统的电路拓扑，

图3示出由多个电压矩形图（Spannungsbloecken）构成的正弦形交流电压半波，和

图4示出由多个电压脉冲构成的电压矩形图。

具体实施方式

图1示出从背景技术中已知的具有矩阵变换器的能源供应系统的电路拓扑，其中，在矩阵变换器的输入端侧通过导线L1，L2，L3连接三相电网AC，并将输出端接线端子与电动机MO连接。另外，简化地利用开关元件示出矩阵变换器，其实际上被设计为双向开关。