CN103368407B - 电力变换器及其集成dc扼流器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有多个并联连接的电机驱动器的电力变换系统，其包括通过单个共模扼流器的绕组连接的多个整流器和相应的逆变器。

Description

电力变换器及其集成DC扼流器
技术领域
本发明涉及一种电力变换器其集成DC扼流器。
背景技术
诸如电机驱动器的电力变换系统一般接收AC输入功率，AC输入功率被变换为内部DC，随后内部DC被变换为AC输出功率以驱动电机或者其它负载。电流源变换器型电机驱动器包括整流器，整流器对来自单相或者多相AC输入源的输入AC功率进行变换，以向DC母线（DClink）电路提供DC电流。逆变器将DC母线电流变换为单相或者多相AC输出功率以驱动电机负载。这种电力变换系统可能遭受差模和共模电压和电流两者，这可能导致包括电力变换系统和/或电机负载的劣化的多种问题。例如，电机易受由于在电机引线上出现过量的共模电压而导致的损坏或者性能劣化影响。许多中压电机驱动器利用有源前端(AFE)整流器，以使用特殊整流器开关模式以及DC母线感应器或者扼流器使线路侧谐波最小化，来控制对电机绕组绝缘有害的共模电压应力。即使通过长电缆连接，这些技术也有利地减轻了对输入和/或输出变压器的需要，从而几乎不对电机绕组造成电压应力，同时节约了总体安装成本、大小和重量。因此，中压驱动器成为了优于低压驱动器的选择，低压驱动器一般不提供有源前端开关并因此需要变压器。在需要提高驱动能力的情形中，也希望无变压器操作的益处。
发明内容
现在，对本公开的各个方面进行概括，以方便对本公开的基本理解，其中，本发明内容不是对本公开的广泛综述，其既不旨在确定本公开的某些要素，也不界定其范围。相反，本发明内容的主要目的是在下文中要呈现的更详细的描述之前，以简化的形式呈现本公开的一些概念。
本公开提供电力变换装置和技术，使用这些电力变换装置和技术，可以在控制并且减轻对电机或者其它类型的AC负载的共模电压应力的同时，将无变压器电机驱动技术的好处应用于希望提高驱动能力的情形。另外，与并联连接的独立电机驱动器或者电力变换器相比，本发明的技术有利地减少了单个电力变换系统的大小、重量和成本。
提供了一种电力变换系统，其包括两个或更多个整流器和相应的逆变器，整流器输入彼此耦接，并且逆变器输出彼此耦接。设置了单个扼流器，该单个扼流器包括：耦接在第一整流器DC输出和第一逆变器DC输入之间的一个或更多个线圈，；以及耦接在第二整流器DC输出和第二逆变器DC输入之间的一个或更多个其它线圈。在某些实施例中，整流器、逆变器和单个扼流器位于单个壳体内。此外，在某些实施例中，扼流器包括：第一对线圈，其耦接在第一整流器DC输出和第一逆变器DC输入之间；以及第二对线圈，其耦接在第二整流器DC输出和第二逆变器DC输入之间。在某些实施例中，整流器包括耦接在AC输入和DC输出节点之间的开关装置，并且一个或更多个控制器对第一和第二整流器的装置提供同步的开关控制信号。此外，在某些实施例中，针对第一和第二整流器的开关控制信号的相位彼此移位。
附图说明
下面的描述和附图详细叙述了本公开的某些说明性实施方式，这些说明性实施方式指示可以实施本公开的各个原理的几个示例性方式。然而，所示出的示例并非穷举本公开的许多可能的实施例。当结合附图考虑时，将在下面的详细描述中叙述本公开的其它目的、优点和新颖特征，在附图中：
图1是示出根据本公开的一个或更多个方面的具有与单个共模扼流器耦接的多个整流器和逆变器的并联电流源电机驱动器的示意图；
图2是示出根据本公开的具有与具有四个绕组的共模扼流器耦接的两个整流器和两个逆变器的示例性并联电流源电机驱动器的详细示意图；
图3是示出图1和2的共模扼流器的具有在垂直铁芯（core）支腿之间延伸的单个分流器的层叠DC母线扼流器铁芯结构的正面立体图；
图4是示出图2的并联电流源电机驱动器中的具有位于垂直铁芯支腿上的第一、第二、第三和第四绕组以及相应的连接的示例性DC母线扼流器的简化正视图；
图5是示出根据本公开的具有使用单个DC母线扼流器与三个相应的逆变器耦接的三个整流器的示例性并联电机驱动器的示意图；以及
图6是示出具有六个绕组供在图5的并联电流源电机驱动器中使用的另一示例性DC母线扼流器的简化正视图。
具体实施方式
现在参考附图，下文中，结合附图描述几个实施例或者实施方式，其中，在全文中使用相同的附图标记指示相同的元件，并且其中，不一定按比例绘制各个特征。
提供并联电力变换器，其使用单个共模扼流器，来减轻对电机或者其它负载的共模电压应力。虽然下文中在电机驱动器型电力变换器的情境下进行说明和描述，但是本公开的各种概念供与其它形式的电力变换系统相关联的应用，该其它形式的电力变换系统使用多个整流器和相应的逆变器与共享的DC母线扼流器一起驱动任意类型的AC负载。
图1示出了示例性电流源电机驱动器型电力变换系统(电机驱动器)100，电机驱动器100接收来自AC源10的单相或者多相AC输入功率(在示出的示例中为三相)，并且向诸如在图中示出的三相电机20的负载提供单相或者多相AC输出功率。为了提供提高的驱动能力，电机驱动器100包括整数“N”个相应的整流组器110-1至110-N以及逆变器组120-1至120-N，其中，N是大于1的正整数。整流器110可以是无源或有源的或者其组合，每个整流器110包括用于接收来自AC源10的AC电力输入功率的整流器输入，以及具有第一和第二DC输出节点(DC+、DC-)的整流器DC输出和内部电路部件，以对接收到的AC电输入功率进行变换，来在整流器DC输出节点处提供DC输出功率。另外，如在图1中看到的，所有整流器110的整流器输入彼此耦接，并且与AC源10的电源相A、B和C耦接。虽然不是本公开的严格要求，但是驱动器100还可以包括输入滤波电路，例如，分别耦接在相应的AC输入线路A、B或C和公共输入中性点之间的输入滤波电容器Ca、Cb和Cc。
在示出的实施例中，整流器110的DC输出不彼此耦接，而通过单个共模扼流器130的相应的线圈连接到相应逆变器120的相应的DC输入端子组。如在图1中看到的，例如，第一整流器110-1中的正DC输出DC1R(+)通过单个扼流器130的线圈连接到相应的第一逆变器120-1的正逆变器DC输入DC1I(+)，类似地，第一整流器110-1的负DC输出DC1R(-)通过扼流器130的另一线圈连接到相应的第一逆变器120-1的负DC输入DC1I(-)。这同样适用于其余整流器/逆变器对，第n整流器110-N中的正DC输出DCNR(+)通过扼流器线圈连接到第n逆变器120-N的正DC输入DCNI(+)，并且整流器110-N的负DC输出DCNR(-)通过另一扼流器线圈连接到第n逆变器120-N的负DC输入DCNI(-)。
在图1的配置中，单个扼流器130的分离的线圈设置在正整流器输出和相应的正逆变器输入两者之间以及负整流器输出和相应的负逆变器输入之间的路径中。其它实施例也是可以的，其中，线圈仅设置在相应的整流器110和逆变器120之间的两个(正/负)DC连接中的一个中。另外，其它实施例也是可以，其中，单个共模扼流器130的多个线圈连接在给定整流器DC输出端子和相应的逆变器DC输入端子之间。此外，在图1的实施例中，每个整流器/逆变器对110/120建立具有正负DC节点的独立的DC母线，正负DC节点中的至少一个包括扼流器130的串联连接的线圈。其它实施例也是可以的，其中，两个整流器/逆变器对共享具有正负DC节点的公用DC母线，在电机驱动器100内设置至少两个这种专用或者共享的DC母线，并且在相应的DC母线的一个或两个路径中布置单个共模扼流器130的至少一个串联连接的线圈。
逆变器120各自包括具有第一和第二DC输入节点(DC+、DC-)的逆变器DC输入，并且逆变器的AC输出耦接到电机负载20，其中，逆变器120的AC输出彼此耦接。以这种方式，用于驱动电机负载20的整个电力变换系统100的驱动能力是多个逆变器120的输出驱动能力的总和。电机驱动器100还可以包括一个或更多个输出滤波电路。例如，图1中的驱动器100包括耦接在相应的AC输入线路U、V和W与公用输出中性点之间的滤波电容器Cu、Cv和Cw。另外，虽然不是本公开的各个概念的严格要求，但是设置连接驱动器100的输入和输出中性点的共模电阻Rcm。
驱动器100还包括诸如控制板的一个或更多个控制器140，用于操作整流器110和逆变器120，以选择性地将输入AC电功率变换到传导DC电流的两个或更多个中间DC母线中，之后将DC母线电流变换为输出AC功率，用于驱动电机负载20。在有源前端实施方式的情况下，控制器140向用于进行AC-DC变换的相应的整流器110-1至110-N提供多组整流器开关控制信号112-1至112-N，并且还向逆变器120-1至120-N提供多组逆变器开关控制信号122-1至122-N。可以根据诸如希望的电机速度、位置、转矩或者其组合等一个或更多个希望的工作条件或者设定点信号/值(未示出)，将控制器140编程和/或配置为进行驱动器100的正常电力变换操作的任意合适的硬件、处理器执行的软件、可编程逻辑、电路或者其组合。在一个可能实施例中，虽然可选地可以使用分立的控制板，但是控制器140可以以操作有源前端整流器110以及逆变器120的开关操作的单个基于处理器的变换器控制板来实现。
此外，参考图2-4，图2示出了根据本公开的两个整流器110-1和110-2以及两个逆变器120-1和120-2与共享的具有四个绕组LA-LD的单个共模扼流器130耦接的示例性并联电流源电机驱动器实施例100。图2中的电机驱动器100包括在单个外壳或者壳体102中的整流器110-1和110-2以及逆变器120-1和120-2和共享的扼流器130，单个外壳或者壳体102例如是用于将这些部件以及其它相关联的电路一起容纳的金属柜或其它合适的结构，其它相关联的电路包括输入和输出滤波部件(上面描述的Ca、Cb、Cc、Cu、Cv、和Cw以及如在图2中看到的AC线路电抗器La、Lb和Lc)、共模电阻Rcm、一个或更多个控制板140和相关联的开关驱动器电路、一个或更多个鼓风机或者冷却风扇(未示出)、任选用户接口和通信连接(未示出)等。外壳102提供用于与AC输入源10连接的输入功率连接端子，AC输入源10以一般的线路频率(例如50Hz或者60Hz)下输入相电压彼此移位120°的相电压Va、Vb和Vc，向驱动器100提供三相电力。还提供输出端子，用于逆变器输出线路U、V和W与三相电机负载20的连接，电机负载20具有以相电阻与相电感串联表示的线路阻抗Ru和Lu、Rv和Lv、Rw和Lw。
整流器110可以是无源整流器电路，其包括用于对AC输入功率进行整流以提供DC输出功率的一个或更多个无源二极管。在如图2所示的其它实施方式中，可以使用包括多个开关(例如SGCT、IGCT、GTO、晶闸管、具有反向阻断能力的IGBT等)的有源整流器110，其可以根据来自控制器140的、用于选择性地创建中间DC母线电流的相应的控制信号112进行操作。逆变器120经由输入节点DCI(+)和DCI(-)接收DC母线电流，输入节点DCI(+)和DCI(-)连接到逆变器开关装置(例如SGCT、IGCT、GTO、晶闸管、IGBT等)阵列，并且输入节点DCI(+)和DCI(-)根据来自控制器140的相应开关控制信号122选择性地操作，以根据任意合适的开关控制技术(例如空间矢量调制(SVM)等)，选择性地将三相输出线路U、V和W中的单个线路与DC输入节点DCI(+)和DCI(-)中的一个耦接。通过该操作，将通过母线扼流器130在逆变器120处接收到的DC母线电流选择性地变换为多相AC输出电流，以驱动电机负载20。
图3和4示出了示例性共享DC母线扼流器130，在某些实施例中，其可以被构成为如在2011年7月6日提交的，标题为“电力变换器及其集成DC扼流器”并且分配给本公开的受让人的美国专利申请序列第13/177,100号中所示出并描述的结构，该申请的全部内如通过引用，包含于此。图3和4中的扼流器130由在如图2所示的双整流器/逆变器驱动器100中使用的四个线圈LA-LD构成。扼流器130包括第一对线圈LA、LB，其耦接在第一整流器110-1的整流器DC输出DC1R(+)、DC1R(-)和第一逆变器120-1的逆变器DC输入DC1I(+)、DC1I(-)之间。第一对线圈包括耦接在第一整流器110-1的第一DC输出节点DC1R(+)和第一逆变器120-1的第一DC输入节点DC1I(+)之间的第一线圈LA，以及耦接在第一整流器110-1的第二DC输出节点DC1R(-)和第一逆变器120-1的第二DC输入节点DC1I(-)之间的第二线圈LB。如在图2和4中最佳地看出的，扼流器130还提供第二对线圈LC、LD，其包括耦接在第二整流器110-2的第一DC输出节点DC2R(+)和第二逆变器120-2的第一DC输入节点DC2I(+)之间的第三线圈LC，以及耦接在第二整流器110-2的第二DC输出节点DC2R(-)和第二逆变器120-2的第二DC输入节点DC2I(-)之间的第四线圈LD。
可以使用提供耦接在第一整流器110-1的输出和第一逆变器120-1的输入之间的至少一个线圈以及耦接在第二整流器110-2的DC输出和第二逆变器120-2的DC输入之间的一个或更多个另外的线圈的任意合适的扼流器结构。扼流器130优选使用由诸如铁或磁材料或者可磁化材料等合适的材料制成的单芯结构构成，或者可以使用空气芯扼流器配置。
在图2-4的实施例中，共享扼流器130的第一线圈对LA、LB形成中间电路，该中间电路经由第一和第二DC输出节点DC1R(+)和DC1R(-)，将第一整流器110-1的开关Sap1、San1、Sbp1、Sbn1、Scp1和Scn1与第一逆变器120-1的DC输入节点DC1I(+)、DC1I(-)和开关Sup1、Sun1、Svp1、Svn1、Swp1和Swn1链接。第二对扼流器线圈LC、LD经由第二整流器110-2的开关Sap2、San2、Sbp2、Sbn2、Scp2和Scn2和第二逆变器120-2的开关Sup2、Sun2、Svp2、Svn2、Swp2和Swn2之间的节点DC2R(+)、DC2R(-)、DC2I(+)和DC2I(-)，形成独立的DC母线。
如在图3和4中最佳地看出的，示例性DC扼流器130使用芯（core）结构150构成，芯结构150可以使用任意合适的电感器或者变压器芯材料制造。此外，如图3所示，在某些实施例中，芯结构150使用两个或更多个薄片150L构成，薄片150L可以是涂覆或者未涂覆的，并且可以使用合适的技术将其保持在一起，来作为单个芯结构。芯结构150分别包括第一和第二垂直支腿151和152，每个垂直支腿具有第一上端部和第二下端部。扼流器芯150还包括在第一和第二支腿151和152的上端部之间延伸的水平布置的第三支腿153，以及在第一和第二支腿151和152的下端部之间延伸的水平的第四支腿154。在某些实施例中，芯结构150可以作为如图3所示的两个或更多个薄片150L来复制，或者可以提供单个整体结构150。另外，虽然其它实施例也是可以的，其中，在支腿151-154中的一些或全部中或之间设置空气间隙(或用其它材料填充的间隙)或者设置多个空气间隙(未示出)，但是示例性芯结构150在支腿151-154中或者之间没有间隙。
此外，如在图3和4中看到的，可以在母线扼流器130中包括一个或更多个分流器160，以在垂直支腿151和152的中间部分之间提供磁通量路径。分流器160可以由任意合适的材料、例如与用来制作芯结构150相同的芯材料构成。在图2的示例中，在支腿151和152的中间部分之间布置了单个分流器160，其中，分流器160与支腿151和152间隔开，由此分别限定第一和第二间隙155和156。在某些实施例中，间隙155和156可以是相同的，或者这些间隙155和156可以是不同的。此外，在某些示例中，间隙155、156中的一个可以为零，其中，分流器160相应的端部与芯结构150的相应支腿151、152接触。在各个实施例中，可以使用多于一个的分流器160。
如在图2和4中最佳地看出的，扼流器130(对于使用单个分流器160的情况)包括四个示例性绕组LA、LB、LC和LD，其设置在第一和第二支腿151、152上，每个绕组形成耦接在整流器DC输出和逆变器DC输入之间的线圈L。第一绕组LA包括第一端子A1和第二端子A2，并且在第一支腿151的中间部分和支腿151的上端部之间围绕第一支腿152形成一个或更多个匝，其中，绕组LA的开头从第一端子A1开始，在第一支腿151的上部的前面穿过，并且该匝向下继续，并且绕组LA的结尾部分在支腿151后面穿过，并在第二端子A2处结束。以这种方式，流入第一端子A1并且流出第二端子A2的不同的电流，将在图4所示的第一支腿151的上部分内产生向上的磁通量ФDIFF。第二绕组LB具有第一端子B1和第二端子B2，并且在第一支腿151的中间部分和下端部之间围绕第一支腿151形成至少一匝。第二绕组LB的开头从端子B1开始，通过第一支腿151后面，并且绕组继续向前环绕，直至结尾部分通过支腿151前面，并且在第二端子B2处结束。由此，从逆变器120-1流入端子B2并且流出端子B1到整流器110-1的DC返回电流，将在第一支腿151的下部中沿向上的方向作用于不同的磁通量ФDIFF。
第三和第四绕组LC和LD围绕第二芯支腿152绕制，第三绕组LC包括端子C1和C2以及在第二支腿152的中间部分和第二支腿152的上端部之间围绕第二支腿152的至少一匝。第三线圈绕组LC在端子C1处开始，并且通过支腿152前面、向上延伸，并且绕组LC的结尾部分通过支腿152后面，并且在第二端子C处结束。由此，流入第一端子C1并且流出第二端子C2的电流，将在第二支腿152的上部分中沿向下的方向作用于不同磁通量ФDIFF。此外，第四绕组LD具有端子D1和D2，绕组LD的开头从第一端子D1开始通过支腿152后面，并向下朝向支腿152的下端部延伸，然后绕组LD的结尾部分通过支腿152前面，并且在第二端子D2处结束。在这种配置中，流入第二端子D2并且流出第一端子D1的返回电流在第二支腿152的下部分中作用于向下的不同磁通量ФDIFF。
在图2和4中，还应当注意，扼流器130提供如图4所示相对于流入返回绕组（returnwinding）LB和LD的电流相反(逆时针方向)的共模磁通量ФCM/2，以及相对于流入线圈绕组LA和LC的电流顺时针方向的共模磁通量ФCM/2。
在某些实施例中，绕组LA、LB、LC和LD中的每个中的匝的数量是相同的，并且芯结构150的第一和第二支腿151和152通常具有相同的大小、形状和材料，由此与这些绕组LB-LD相关联的电感L通常是相等的。在其它实施例中，对于绕组LA、LB、LC和/或LD中的各个，这些设计参数中的一个或更多个可以改变，由此与各个绕组LA-LD相关联的线圈L可以不同。此外，可以与和DC母线扼流器130本身相关的设计参数一起，调整给定电力变换系统100内的绕组LA-LD的互连，以相对于共模电压、差模电流等提供多种不同的电感组合。
如上所述，整流器110可以是有源前端(AFE)开关整流器，其中，控制器140向第一整流器110-1的开关装置Sap1、San1、Sbp1、Sbn1、Scp1和Scn1提供第一组整流器开关控制信号112-1，并且向第二整流器110-2的开关装置Sap2、San2、Sbp2、Sbn2、Scp2和Scn2提供第二组整流器开关控制信号112-2。另外，在某些实施例中，控制器140可以提供与第一组整流器开关控制信号112-1同步的第二组整流器开关控制信号112-2。此外，在某些实施例中，控制器140提供相对于第一组整流器开关控制信号112-1相位移位的第二组整流器开关控制信号112-2，并且可以在控制器140中进行相位移位，从而控制低次谐波。由此，至少一个共享共模扼流器130的使用（与在不需要输入或输出变压器的情况下提供共模应力减小的能力联合）有利于减少成本、大小和重量，并且使得能够使用选择性谐波消除(SHE)整流器控制，从而使得能够消除驱动器100中的输入滤波部件或者减小输入滤波部件的大小。
现在参考图5和6，示出了另一示例性电机驱动器实施例100，其具有三个整流器110-1、110-2和110-3以及三个分别相对应的逆变器120-1、120-2和120-3。第一整流器110-1的正DC输出通过共享共模扼流器130的线圈LA耦接到第一逆变器120-1的正输入，并且负整流器输出经由扼流器130的线圈LB连接到负逆变器输入。类似地，第二整流器110-2的DC输出经由扼流器线圈LC和LD耦接到第二逆变器120-2的DC输入，并且第三整流器110-3的输出经由扼流器线圈LE和LF与第三逆变器120-3的输入耦接。
图6示出了一个实施例中的绕组线圈LA-LF的示例性绕组配置。在该示例中，如图所示，与各个整流器/逆变器对的正DC母线相关联的扼流器绕组LA、LB和LC围绕第一扼流器支腿151绕制，并且与负DC母线相关联的绕组LD、LE和LF分别从相应的正DC母线绕组LA、LB和LC开始穿过围绕第二支腿152绕制。另外，扼流器130通常包括矩形芯结构150，其中，在如图所示的相邻线圈对的垂直范围之间在芯支腿151和152之间布置第一和第二分流器160。实际上，图6示出的扼流器实施例130方便每个单独绕组的漏电感的调整。
如上所述，其它实施例也是可以的，其中，使用整流器输入耦接在一起并且逆变器输出耦接在一起的任意整数N个整流器/逆变器对，其中，N≥2。此外，如上面所讨论的，可以使用共享共模扼流器130的至少一个线圈耦接整流器/逆变器对，并且这些整流器/逆变器对的相应的DC母线可以彼此独立的，或者可以将一些连接在一起。
上面的示例仅仅是对本公开的各个方面的几个可能实施例的说明，其中，本领域其它技术人员在阅读并理解本说明书和附图后，容易想到等同改变和/或变形。特别对于由上述部件(组件、设备、系统、电路等)执行的各种功能，除非另外指出，否则即使在结构上不与所公开的执行所示出的本公开的实施方式中的功能的结构等同，用来描述这些部件的术语(包括称谓“意为”)也旨在与执行所述部件的指定功能的诸如硬件、处理器执行的软件或者其组合的任意部件相对应(即在功能上等同)。另外，虽然可能仅针对几个实施方式中的一个公开了本公开的特定特征，但是可以按照希望并且对于任意给定或特定应用有利地，将该特征与其它实施方式的一个或更多个其它特征组合。此外，就在详细描述中和/或在权利要求中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“具备”、“含有”或者其变化方面来说，与术语“包括”类似的方式，这些术语旨在为包含性的。
关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述附记：
附记1.一种电力变换系统，包括：
第一整流器和第二整流器，所述第一整流器和所述第二整流器分别包括用于接收AC电力输入功率的整流器输入、具有第一DC输出节点和第二DC输出节点的整流器DC输出、以及操作用来在所述整流器DC输出处提供DC输出功率的电路，所述第一整流器和所述第二整流器的整流器输入彼此耦接；
第一逆变器和第二逆变器，所述第一逆变器和所述第二逆变器分别包括具有第一DC输入节点和第二DC输入节点的逆变器DC输入、逆变器AC输出以及操作用来向负载提供AC输出功率的逆变器开关网络，所述第一逆变器和所述第二逆变器的逆变器AC输出彼此耦接；以及
单个扼流器，所述单个扼流器包括在所述第一整流器的整流器DC输出和所述第一逆变器的逆变器DC输入之间耦接的至少一个线圈以及在所述第二整流器的整流器DC输出和所述第二逆变器的逆变器DC输入之间耦接的另一线圈。
附记2.根据附记1所述的电力变换系统，其中，所述单个扼流器包括第一对线圈和第二对线圈，所述第一对线圈耦接在所述第一整流器的整流器DC输出和所述第一逆变器的逆变器DC输入之间，所述第二对线圈耦接在所述第二整流器的整流器DC输出和所述第二逆变器的逆变器DC输入之间。
附记3.根据附记2所述的电力变换系统：
其中，所述第一对线圈包括：
第一线圈，所述第一线圈耦接在所述第一整流器的第一DC输出节点和所述第一逆变器的第一DC输入节点之间，以及
第二线圈，所述第二线圈耦接在所述第一整流器的第二DC输出节点和所述第一逆变器的第二DC输入节点之间；以及
其中，所述第二对线圈包括：
第三线圈，所述第三线圈耦接在所述第二整流器的第一DC输出节点和所述第二逆变器的第一DC输入节点之间，以及
第四线圈，所述第四线圈耦接在所述第二整流器的第二DC输出节点和所述第二逆变器的第二DC输入节点之间。
附记4.根据附记3所述的电力变换系统，其中，所述第一整流器和所述第二整流器分别包括多个开关装置，所述多个开关装置分别耦接在所述整流器输入和所述DC输出节点之一之间，并且根据相应的整流器开关控制信号进行操作以在所述整流器DC输出处提供DC输出功率。
附记5.根据附记4所述的电力变换系统，包括至少一个控制器，所述至少一个控制器向所述第一整流器的开关装置提供第一组整流器开关控制信号，并且向所述第二整流器的开关装置提供第二组整流器开关控制信号，其中，所述至少一个控制器提供与所述第一组整流器开关控制信号同步的所述第二组整流器开关控制信号。
附记6.根据附记5所述的电力变换系统，其中，所述至少一个控制器提供相对于所述第一组整流器开关控制信号相位移位的所述第二组整流器开关控制信号。
附记7.根据附记6所述的电力变换系统，其中，所述整流器、所述逆变器和所述单个扼流器位于单个壳体内。
附记8.根据附记4所述的电力变换系统，其中，所述整流器、所述逆变器和所述单个扼流器位于单个壳体内。
附记9.根据附记3所述的电力变换系统，其中，所述单个扼流器包括：
芯结构，所述芯结构包括第一支腿、第二支腿、第三支腿和第四支腿，所述第一支腿包括第一端部和第二端部以及在所述第一端部和所述第二端部之间布置的中间部分，所述第二支腿包括第一端部和第二端部以及在所述第一端部和所述第二端部之间布置的中间部分，所述第三支腿在所述第一支腿和所述第二支腿的第一端部之间延伸，所述第四支腿在所述第一支腿和所述第二支腿的第二端部之间延伸，
至少一个分流器，所述至少一个分流器在所述第一支腿和所述第二支腿的中间部分之间提供磁通量路径，所述至少一个分流器在所述第一支腿和所述第二支腿的中间部分之间延伸，并且在所述第一支腿和所述第二支腿的中间部分与所述至少一个分流器之间形成多个间隙，
第一绕组，所述第一绕组形成所述第一线圈，并且在所述第一支腿的中间部分和第一端部之间围绕所述第一支腿形成至少一匝；
第二绕组，所述第二绕组形成所述第二线圈，并且在所述第一支腿的中间部分和第二端部之间围绕所述第一支腿形成至少一匝；
第三绕组，所述第三绕组形成所述第三线圈，并且在所述第二支腿的中间部分和第一端部之间围绕所述第二支腿形成至少一匝；以及
第四绕组，所述第四绕组形成所述第四线圈，并且在所述第二支腿的中间部分和第二端部之间围绕所述第二支腿形成至少一匝。
附记10.根据附记2所述的电力变换系统，其中，所述第一整流器和所述第二整流器分别包括多个开关装置，所述多个开关装置分别耦接在所述整流器输入和所述DC输出节点之一之间，并且根据相应的整流器开关控制信号进行操作以在所述整流器DC输出处提供DC输出功率。
附记11.根据附记10所述的电力变换系统，包括至少一个控制器，所述至少一个控制器向所述第一整流器的开关装置提供第一组整流器开关控制信号，并且向所述第二整流器的开关装置提供第二组整流器开关控制信号，其中，所述至少一个控制器提供与所述第一组整流器开关控制信号同步的所述第二组整流器开关控制信号。
附记12.根据附记11所述的电力变换系统，其中，所述至少一个控制器提供相对于所述第一组整流器开关控制信号相位移位的所述第二组整流器开关控制信号。
附记13.根据附记2所述的电力变换系统，其中，所述整流器、所述逆变器和所述单个扼流器位于单个壳体内。
附记14.根据附记1所述的电力变换系统，其中，所述第一整流器和所述第二整流器分别包括多个开关装置，所述多个开关装置分别耦接在所述整流器输入和所述DC输出节点之一之间，并且根据相应的整流器开关控制信号进行操作以在所述整流器DC输出处提供DC输出功率。
附记15.根据附记14所述的电力变换系统，包括：至少一个控制器，所述至少一个控制器向所述第一整流器的开关装置提供第一组整流器开关控制信号，并且向所述第二整流器的开关装置提供第二组整流器开关控制信号，其中，所述至少一个控制器提供与所述第一组整流器开关控制信号同步的所述第二组整流器开关控制信号。
附记16.根据附记15所述的电力变换系统，其中，所述至少一个控制器提供相对于所述第一组整流器开关控制信号相位移位的所述第二组整流器开关控制信号。
附记17.根据附记1所述的电力变换系统，其中，所述整流器、所述逆变器和所述单个扼流器位于单个壳体内。
附记18.根据附记1所述的电力变换系统，其中，所述整流器、所述逆变器和所述单个扼流器位于单个壳体内。
附记19.根据附记1所述的电力变换系统，其中，所述第一整流器和所述第二整流器是彼此同步的开关整流器。
附记20.根据附记19所述的电力变换系统，其中，所述第一整流器和所述第二整流器根据彼此相位移位的开关控制信号来进行操作。

Claims (9)

1.一种电力变换系统(100)，包括：
第一整流器和第二整流器(110)，所述第一整流器和所述第二整流器分别包括用于接收AC电力输入功率的整流器输入、具有第一DC输出节点和第二DC输出节点(DC+、DC-)的整流器DC输出、以及操作用来在所述整流器DC输出处提供DC输出功率的电路，所述第一整流器和所述第二整流器(110)的整流器输入彼此耦接；
第一逆变器和第二逆变器(120)，所述第一逆变器和所述第二逆变器分别包括具有第一DC输入节点和第二DC输入节点(DC+,DC-)的逆变器DC输入、逆变器AC输出以及操作用来向负载(20)提供AC输出功率的逆变器开关网络，所述第一逆变器和所述第二逆变器(120)的逆变器AC输出彼此耦接；以及
单个扼流器结构(130)，所述单个扼流器结构包括单芯结构、第一对线圈以及第二对线圈(LA,LB)，所述第一对线圈围绕所述单芯结构绕制并且耦接在所述第一整流器(110)的整流器DC输出和所述第一逆变器(120)的逆变器DC输入之间，所述第二对线圈围绕所述单芯结构绕制并且耦接在所述第二整流器(110)的整流器DC输出和所述第二逆变器(120)的逆变器DC输入之间，所述第一对线圈和所述第二对线圈经由所述单芯结构彼此互相耦接以控制共模电压。
2.根据权利要求1所述的电力变换系统(100)：
其中，所述第一对线圈包括：
第一线圈(LA)，所述第一线圈耦接在所述第一整流器(110-1)的第一DC输出节点(DC1R(+))和所述第一逆变器(120-1)的第一DC输入节点之间(DC1I(+))，以及
第二线圈(LB)，所述第二线圈耦接在所述第一整流器(110-1)的第二DC输出节点(DC1R(-))和所述第一逆变器(120-1)的第二DC输入节点(DC1I(-))之间；以及
其中，所述第二对线圈包括：
第三线圈(LC)，所述第三线圈耦接在所述第二整流器(110-2)的第一DC输出节点(DC2R(+))和所述第二逆变器(120-2)的第一DC输入节点(DC2I(+))之间，以及
第四线圈，所述第四线圈耦接在所述第二整流器(110-2)的第二DC输出节点和所述第二逆变器(120-2)的第二DC输入节点(DC2I(-))之间。
3.根据权利要求1所述的电力变换系统(100)，其中，所述第一整流器和所述第二整流器(110)分别包括多个开关装置(S)，所述多个开关装置(S)分别耦接在所述整流器输入和所述DC输出节点之一之间，并且根据相应的整流器开关控制信号(112)进行操作以在所述整流器DC输出处提供DC输出功率。
4.根据权利要求3所述的电力变换系统(100)，包括至少一个控制器(140)，所述至少一个控制器向所述第一整流器(110-1)的开关装置(S)提供第一组整流器开关控制信号(112-1)，并且向所述第二整流器(110-2)的开关装置(S)提供第二组整流器开关控制信号(112-2)，其中，所述至少一个控制器(140)提供与所述第一组整流器开关控制信号(112-1)同步的所述第二组整流器开关控制信号(112-2)。
5.根据权利要求4所述的电力变换系统(100)，其中，所述至少一个控制器(140)提供相对于所述第一组整流器开关控制信号(112-1)相位移位的所述第二组整流器开关控制信号(112-2)。
6.根据权利要求2所述的电力变换系统(100)，其中，所述整流器(110)、所述逆变器(120)和所述单个扼流器(130)位于单个壳体(102)内。
7.根据权利要求1所述的电力变换系统(100)，其中，所述整流器(110)、所述逆变器(120)和所述单个扼流器(130)位于单个壳体(102)内。
8.根据权利要求1所述的电力变换系统(100)，其中，所述第一整流器和所述第二整流器(110)是彼此同步的开关整流器。
9.根据权利要求8所述的电力变换系统(100)，其中，所述第一整流器和所述第二整流器(110)根据彼此相位移位的开关控制信号来进行操作。
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