CN2012100541840A 逆变器及有源电力滤波系统 1-24

(10)申请公布号 CN 103296913 A (43)申请公布日 2013.09.11 CN 103296913 A *CN103296913A* (21)申请号 201210054184.0 (22)申请日 2012.03.02 H02M 7/521(2006.01) H02M 1/12(2006.01) H02J 3/01(2006.01) (71)申请人 台达电子企业管理 （上海） 有限公司 地址 201209 上海市浦东新区华东路 1675 号 (72)发明人 王彬 王守艳 丁习兵 吴洪洋 陈少华 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 施浩 (54) 发明名称 逆变器及有源电力滤波系统 (57) 摘要 本发明公开了一种逆变器及有源电力滤波系 统， 可以扩大逆变器在不同电容需求场合的使用 范围， 降低成本、 提高效率。其技术方案为 ： 在传 统的逆变器结构上增加一辅助电容模块， 选择性 地和逆变器中的电容组件并联安装。在没有外接 辅助电容模块的系统中， 电容和电感的容量可以 设计的较小， 用来满足常用场合的应用。 如果设备 需要工作在大谐波电流场合、 大中线电流场合， 电 容上纹波电流较大， 为满足寿命要求， 电容容量要 求多， 因此用装配一辅助电容模块的方式解决问 题。 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 10 页 附图 9 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书10页 附图9页 (10)申请公布号 CN 103296913 A CN 103296913 A *CN103296913A* 1/4 页 2 1. 一种逆变器， 其特征在于， 所述逆变器包括 ： 多个开关器件组成的三相逆变桥 ； 第一逆变器输出电感模块， 包括第一相逆变器输出电感模块、 第二相逆变器输出电感 模块及第三相逆变器输出电感模块， 其中每一相逆变器输出电感模块包括至少一电感， 所 述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块的一端分别对应耦接所述三相逆变桥的第 一相、 第二相和第三相， 所述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块的另一端分别构 成逆变器的第一、 第二和第三相输出 ； 一电容组件， 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 所述电容组件并联连接所述 三相逆变桥 ； 一辅助电容模块， 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 所述辅助电容模块的第 一端子和所述电容组件的第一端子选择性连接， 所述辅助电容模块的第二端子和所述电容 组件的第二端子选择性连接。 2. 根据权利要求 1 所述的逆变器， 其特征在于， 所述辅助电容模块中还设置并联连接 的电阻。 3. 根据权利要求 1 所述的逆变器， 其特征在于， 所述逆变器还包括一中线， 所述中线连 接所述电容组件的中点及所述辅助电容模块的中点。 4. 根据权利要求 3 所述的逆变器， 其特征在于， 所述逆变器还包括一中线电感模块， 所 述逆变器中线电感模块包括至少一电感， 所述逆变器中线电感模块的第一端连接所述电容 组件的中点， 所述逆变器中线电感模块的第二端连接所述中线， 所述辅助电容模块还包括 一中线电感模块， 所述辅助电容模块的中线电感模块包括至少一电感， 所述辅助电容模块 的中线电感模块的第一端连接所述辅助电容模块的中点， 所述辅助电容模块的中线电感模 块的第二端连接所述中线。 5. 根据权利要求 4 所述的逆变器， 其特征在于， 所述逆变器还包括一中线开关元件， 所 述中线开关元件包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述中线开关元件的第一端子 连接所述逆变器中线电感模块的第二端子及所述辅助电容模块的中线电感模块的第二端 子， 所述中线开关元件的第二端子连接所述中线。 6. 根据权利要求 4 所述的逆变器， 其特征在于， 所述逆变器还包括一第一中线开关元 件及一第二中线开关元件， 所述中线开关元件均包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述第一中线开关元件串联连接所述逆变器中线电感模块， 所述第二中线开关元件串联连 接所述辅助电容模块的中线电感模块。 7. 根据权利要求 1 所述的逆变器， 其特征在于， 所述逆变器是两电平逆变器或三电平 逆变器。 8. 根据权利要求 1 所述的逆变器， 其特征在于， 所述逆变器还包括 ： 第二逆变器输出电感模块， 包括第一相逆变器输出电感模块、 第二相逆变器输出电感 模块及第三相逆变器输出电感模块， 其中每一相逆变器输出电感模块包括至少一电感， 所 述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块分别和所述第一逆变器输出电感模块的第 一相、 第二相及第三相逆变器输出电感模块串联连接 ； 以及 三组滤波组件， 包括第一组滤波组件、 第二组滤波组件和第三组滤波组件， 每一组滤波 组件至少包括一电容器， 所述第一组、 第二组及第三组滤波组件与所述第一逆变器输出电 权 利 要 求 书 CN 103296913 A 2 2/4 页 3 感模块的第一相逆变器输出电感模块和所述第二逆变器输出电感模块的第一相逆变器输 出电感模块的共接点、 所述第一逆变器输出电感模块的第二相逆变器输出电感模块和所述 第二逆变器输出电感模块的第二相逆变器输出电感模块的共接点及所述第一逆变器输出 电感模块的第三相逆变器输出电感模块和所述第二逆变器输出电感模块的第三相逆变器 输出电感模块的共接点一一对应连接 ； 其中， 所述每一组滤波组件至少包括以下四种形式之一 ： 至少两个电容器并联和 / 或串联 ； 电容和电阻组成的阻尼滤波器 ； 电容和电感组成的陷波器 ； 电容、 电感组成的陷波器和电容、 电阻组成的阻尼滤波器， 其中所述陷波器和所述阻尼 滤波器并联连接。 9. 根据权利要求 1 所述的逆变器， 其特征在于， 当所述逆变器需要增加电容组件的容 值以满足其电容的纹波电流滤波需求时， 所述辅助电容模块的第一端子和所述电容组件的 第一端子连接， 且所述辅助电容模块的第二端子和所述电容组件的第二端子连接。 10. 根据权利要求 1 所述的逆变器， 当所述逆变器的电容组件的容值能够满足其电容 的纹波电流滤波需求时， 所述辅助电容模块的第一端子和所述电容组件的第一端子断开连 接和 / 或所述辅助电容模块的第二端子和所述电容组件的第二端子断开连接。 11. 一种多重化逆变器， 其特征在于， 所述多重化逆变器包括 ： 至少两个逆变单元， 其中每一逆变单元包括 ： 多个开关器件组成的三相逆变桥 ； 一电容组件， 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 所述电容组件和所述三相逆 变桥并联连接 ； 以及 逆变单元输出电感模块， 包括第一相逆变单元输出电感模块、 第二相逆变单元输出电 感模块及第三相逆变单元输出电感模块， 其中每一相逆变单元输出电感模块包括至少一电 感， 所述第一相、 第二相和第三相逆变单元输出电感模块的一端分别对应耦接所述三相逆 变桥的第一相、 第二相和第三相 ； 多重化逆变器的三相输出， 包括第一相输出、 第二相输出和第三相输出， 所述每一逆变 单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成多重化逆变器的第一相输 出， 所述每一逆变单元的第二相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成重化逆变 器的第二相输出， 所述每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起 构成重化逆变器的第三相输出 ； 以及 一辅助电容模块， 包括至少两个电容模组， 所述每一电容模组包括至少一电容、 一第一 端子及一第二端子， 其中一电容模组的第一端子和其中一逆变单元的电容组件的第一端子 选择性连接， 且所述电容模组的第二端子和所述逆变单元的电容组件的第二端子选择性连 接 ； 其中， 所述各逆变单元的三相逆变桥的开关器件的驱动信号之间互差一定的角度。 12. 根据权利要求 11 所述的多重化逆变器， 其特征在于， 所述辅助电容模块的每一电 容模组中还包括并联连接的电阻。 13. 根据权利要求 11 所述的多重化逆变器， 其特征在于， 所述逆变器还包括一中线， 所 权 利 要 求 书 CN 103296913 A 3 3/4 页 4 述中线连接所述每一逆变单元的电容组件的中点及所述辅助电容模块的每一电容模组的 中点。 14. 根据权利要求 13 所述的多重化逆变器， 其特征在于， 所述每一逆变单元还包括一 中线电感模块， 所述每一逆变单元的中线电感模块包括至少一电感， 所述每一逆变单元的 中线电感模块的第一端连接所述每一逆变单元的电容组件的中点， 所述每一逆变单元的中 线电感模块的第二端连接所述中线， 所述辅助电容模块的每一电容模组还包括一中线电感 模块， 所述辅助电容模块的每一电容模组的中线电感模块包括至少一电感， 所述辅助电容 模块的每一电容模组的中线电感模块的第一端连接所述辅助电容模块的每一电容模组的 中点， 所述辅助电容模块的每一电容模组的中线电感模块的第二端连接所述中线。 15. 根据权利要求 14 所述的多重化逆变器， 其特征在于， 所述每一逆变单元还包括一 中线开关元件， 所述每一中线开关元件包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述每一 中线开关元件的第一端子和与其对应的逆变单元的中线电感模块的第二端及与其对应的 辅助电容模块的电容模组的中线电感模块的第二端一一对应连接， 所述每一中线开关元件 的第二端子连接所述中线。 16. 根据权利要求 14 所述的多重化逆变器， 其特征在于， 所述每一逆变单元还包括一 第一中线开关元件及一第二中线开关元件， 所述开关元件均包括一控制端、 一第一端子及 一第二端子， 所述每一逆变单元的第一中线开关元件串联连接与其对应的逆变单元的中线 电感模块， 所述每一逆变单元的第二中线开关元件串联连接与其对应的辅助电容模块的电 容模组的中线电感模块。 17. 根据权利要求 11 所述的多重化逆变器， 其特征在于， 所述逆变器中的每一逆变单 元是两电平逆变单元或三电平逆变单元。 18. 根据权利要求 11 所述的多重化逆变器， 其特征在于， 所述逆变器还包括 ： 多重化逆变器输出电感模块， 包括第一相多重化逆变器输出电感模块、 第二相多重化 逆变器输出电感模块及第三相多重化逆变器输出电感模块， 每一相多重化逆变器输出电感 模块包括至少一电感， 所述第一相、 第二相和第三相多重化逆变器输出电感模块分别对应 耦接所述多重化逆变器的第一相、 第二相和第三相输出 ； 三个耦接点， 所述每一逆变单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端和所述第一 相多重化逆变器输出电感模块的连接点构成第一个耦接点， 所述每一逆变单元的第二相逆 变单元输出电感模块的另一端和所述第二相多重化逆变器输出电感模块的连接点构成第 二个耦接点， 所述每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块的另一端和所述第三相多 重化逆变器输出电感模块的连接点构成第三个耦接点 ； 以及 三组滤波组件， 包括第一组滤波组件、 第二组滤波组件和第三组滤波组件， 每一组滤波 组件包括至少一电容器， 所述第一组、 第二组和第三组滤波组件分别对应耦接所述第一个、 第二个和第三个耦接点。 其中， 所述每一组滤波组件至少包括以下四种形式之一 ： 至少两个电容器并联和 / 或串联 ； 电容和电阻组成的阻尼滤波器 ； 电容和电感组成的陷波器 ； 电容、 电感组成的陷波器和电容、 电阻组成的阻尼滤波器， 其中所述陷波器和所述阻尼 权 利 要 求 书 CN 103296913 A 4 4/4 页 5 滤波器并联连接。 19. 根据权利要求 11 所述的逆变器， 其特征在于， 当所述逆变器需要增加电容组件的 容值以满足其电容的纹波电流滤波需求时， 其中一电容模组的第一端子和其中一逆变单元 的电容组件的第一端子连接， 且所述电容模组的第二端子和所述逆变单元的电容组件的第 二端子连接。 20. 根据权利要求 11 所述的逆变器， 当所述逆变器的电容组件的容值能够满足其电容 的纹波电流滤波需求时， 其中一电容模组的第一端子和其中一逆变单元的电容组件的第一 端子断开连接和 / 或所述电容模组的第二端子和所述逆变单元的电容组件的第二端子断 开连接。 21. 一种有源电力滤波系统， 其特征在于， 所述有源电力滤波系统包括 ： 至少两个逆变器模块， 所述至少两个逆变器模块并联连接 ； 至少一辅助电容模块， 所述辅助电容模块包括至少一电容， 其中每一辅助电容模块和 所述至少两个逆变器模块中的至少一个逆变器模块选择性地并联连接。 22. 根据权利要求 21 所述的有源电力滤波系统， 其特征在于， 所述每相邻的两个逆变 器之间具有一辅助电容模块， 所述辅助电容模块与所述相邻的两个逆变器模块并联连接。 23. 根据权利要求 21 所述的有源电力滤波系统， 其特征在于， 所述辅助电容模块中还 包括并联连接的电阻。 24. 根据权利要求 21 所述的有源电力滤波系统， 其特征在于， 所述逆变器模块是两电 平逆变器， 所述两电平逆变器包括一三相逆变桥臂、 一逆变器输出电感模块及一电容组件， 所述电容组件和所述三相逆变桥臂并联连接。 25. 根据权利要求 21 所述的有源电力滤波系统， 其特征在于， 所述逆变器模块是三电 平逆变器， 所述三电平逆变器包括一三相逆变桥臂、 一逆变器输出电感模块及一电容组件， 所述电容组件和所述三相逆变桥臂并联连接。 26. 根据权利要求 21 所述的有源电力滤波系统， 其特征在于， 所述逆变器模块是多重 化逆变器， 所述多重化逆变器包括 ： 至少两个逆变单元， 其中每一逆变单元包括 ： 多个开关器件组成的三相逆变桥 ； 一电容组件， 包括至少一电容， 所述电容组件和所述三相逆变桥并联连接 ； 以及 逆变单元输出电感模块， 包括第一相逆变单元输出电感模块、 第二相逆变单元输出电 感模块及第三相逆变单元输出电感模块， 其中每一相逆变单元输出电感模块包括至少一电 感， 所述第一相、 第二相和第三相逆变单元输出电感模块的一端分别对应耦接所述三相逆 变桥的第一相、 第二相和第三相 ； 多重化逆变器的三相输出， 包括第一相输出、 第二相输出和第三相输出， 所述每一逆变 单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成多重化逆变器的第一相输 出， 所述每一逆变单元的第二相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成重化逆变 器的第二相输出， 所述每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起 构成重化逆变器的第三相输出。 权 利 要 求 书 CN 103296913 A 5 1/10 页 6 逆变器及有源电力滤波系统 技术领域 0001 本发明涉及一种逆变器结构， 尤其涉及一种组装辅助电容模块的逆变器以及有源 电力滤波系统。 背景技术 0002 电力电子技术的迅猛发展， 使得电力电子装置的应用越来越广泛。其中不间断电 源(UPS)， 有源电力滤波器(APF)， 静止无功发生器(SVG)等应用场合中， 逆变器得到了普遍 的应用。 针对减少逆变器体积， 提高逆变器效率， 降低逆变器成本， 减少逆变器输出谐波， 增 加逆变器各种场合适用性等各种指标， 业界都做出了各种尝试和努力， 但各种电路拓扑都 有各自的局限性， 不能很好的解决各种问题。 0003 现有的逆变器拓扑主要有图 1 图 2 所示。其中图 1 为最常用的两电平逆变器 3p4w结构， 中线直接和母线电容中点连接， 如果中线和N不连接， 即为3p3w结构。 由于中线 存在， 三相被完全解耦， 可以单独控制。但中线电流都经过母线电容， 母线电容需要设计较 大来平抑纹波。如果为 3p3w 结构， 如果要输出特定次谐波电流， 比如 2 次谐波电流， 同样电 容需要设计较大， 以满足直流电容的寿命要求。图 2 是三电平逆变器 3p4w 结构， 同样中线 直接和母线电容中点连接， 如果不连接为 3p3w 结构。3p4w 结构中， 中线电流都经过母线电 容， 母线电容需要设计较大来平抑纹波。如果为 3p3w 结构， 如果要输出特定次谐波电流， 比 如 2 次谐波电流， 同样电容需要设计较大， 以满足直流电容的寿命要求。 0004 在不同的应用场合中， 如果不需要发出中线电流或者特定次的电流， 较小的直流 母线电容即可满足寿命要求。而在某些特殊的应用场合， 需要发出较大的中线电流或特定 次的谐波电流， 则需要较大的直流母线电容才能满足电容的寿命要求。而为了产品的通用 性， 电容一般会设计的较大， 但这样会造成在一般应用场合电容的浪费。 0005 有鉴于此， 如何设计一种新型的逆变器， 能够解决其中之一的电容设计的通用性， 使其应用于各种场合， 是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。 发明内容 0006 本发明的目的在于解决上述问题之一， 提供了一种具有辅助电容模块的逆变器， 可以扩大逆变器在不同电容需求场合的使用范围， 降低成本、 提高效率。 0007 本发明的另一目的在于提供了一种多重化逆变器， 可以扩大逆变器在不同电容需 求场合的使用范围， 降低成本、 提高效率。 0008 本发明的另一目的在于提供了一种有源电力滤波系统， 可以扩大逆变器在不同电 容需求场合的使用范围， 降低成本、 提高效率。 0009 本发明的技术方案为 ： 本发明揭示了一种逆变器， 所述逆变器包括 ： 0010 多个开关器件组成的三相逆变桥 ； 0011 第一逆变器输出电感模块， 包括第一相逆变器输出电感模块、 第二相逆变器输出 电感模块及第三相逆变器输出电感模块， 其中每一相逆变器输出电感模块包括至少一电 说 明 书 CN 103296913 A 6 2/10 页 7 感， 所述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块的一端分别对应耦接所述三相逆变 桥的第一相、 第二相和第三相， 所述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块的另一端 分别构成逆变器的第一、 第二和第三相输出 ； 0012 一电容组件， 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 所述电容组件并联连接 所述三相逆变桥 ； 0013 一辅助电容模块， 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 所述辅助电容模块 的第一端子和所述电容组件的第一端子选择性连接， 所述辅助电容模块的第二端子和所述 电容组件的第二端子选择性连接。 0014 根据本发明的逆变器的一实施例， 所述辅助电容模块中还设置并联连接的电阻。 0015 根据本发明的逆变器的一实施例， 所述逆变器还包括一中线， 所述中线连接所述 电容组件的中点及所述辅助电容模块的中点。 0016 根据本发明的逆变器的一实施例， 所述逆变器还包括一中线电感模块， 所述逆变 器中线电感模块包括至少一电感， 所述逆变器中线电感模块的第一端连接所述电容组件的 中点， 所述逆变器中线电感模块的第二端连接所述中线， 所述辅助电容模块还包括一中线 电感模块， 所述辅助电容模块的中线电感模块包括至少一电感， 所述辅助电容模块的中线 电感模块的第一端连接所述辅助电容模块的中点， 所述辅助电容模块的中线电感模块的第 二端连接所述中线。 0017 根据本发明的逆变器的一实施例， 所述逆变器还包括一中线开关元件， 所述中线 开关元件包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述中线开关元件的第一端子连接所 述逆变器中线电感模块的第二端子及所述辅助电容模块的中线电感模块的第二端子， 所述 中线开关元件的第二端子连接所述中线。 0018 根据本发明的逆变器的一实施例， 所述逆变器还包括一第一中线开关元件及一第 二中线开关元件， 所述中线开关元件均包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述第一 中线开关元件串联连接所述逆变器中线电感模块， 所述第二中线开关元件串联连接所述辅 助电容模块的中线电感模块。 0019 根据本发明的逆变器的一实施例， 所述逆变器是两电平逆变器或三电平逆变器。 0020 根据本发明的逆变器的一实施例， 所述逆变器还包括 ： 0021 第二逆变器输出电感模块， 包括第一相逆变器输出电感模块、 第二相逆变器输出 电感模块及第三相逆变器输出电感模块， 其中每一相逆变器输出电感模块包括至少一电 感， 所述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块分别和所述第一逆变器输出电感模 块的第一相、 第二相及第三相逆变器输出电感模块串联连接 ； 以及 0022 三组滤波组件， 包括第一组滤波组件、 第二组滤波组件和第三组滤波组件， 每一组 滤波组件至少包括一电容器， 所述第一组、 第二组及第三组滤波组件与所述第一逆变器输 出电感模块的第一相逆变器输出电感模块和所述第二逆变器输出电感模块的第一相逆变 器输出电感模块的共接点、 所述第一逆变器输出电感模块的第二相逆变器输出电感模块和 所述第二逆变器输出电感模块的第二相逆变器输出电感模块的共接点及所述第一逆变器 输出电感模块的第三相逆变器输出电感模块和所述第二逆变器输出电感模块的第三相逆 变器输出电感模块的共接点一一对应连接 ； 0023 其中， 所述每一组滤波组件至少包括以下四种形式之一 ： 说 明 书 CN 103296913 A 7 3/10 页 8 0024 至少两个电容器并联和 / 或串联 ； 0025 电容和电阻组成的阻尼滤波器 ； 0026 电容和电感组成的陷波器 ； 0027 电容、 电感组成的陷波器和电容、 电阻组成的阻尼滤波器， 其中所述陷波器和所述 阻尼滤波器并联连接。 0028 根据本发明的逆变器的一实施例， 当所述逆变器需要增加电容组件的容值以满足 其电容的纹波电流滤波需求时， 所述辅助电容模块的第一端子和所述电容组件的第一端子 连接， 且所述辅助电容模块的第二端子和所述电容组件的第二端子连接。 0029 根据本发明的逆变器的一实施例， 当所述逆变器的电容组件的容值能够满足其电 容的纹波电流滤波需求时， 所述辅助电容模块的第一端子和所述电容组件的第一端子断开 连接和 / 或所述辅助电容模块的第二端子和所述电容组件的第二端子断开连接。 0030 本发明还揭示了一种多重化逆变器， 其特征在于， 所述多重化逆变器包括 ： 0031 至少两个逆变单元， 其中每一逆变单元包括 ： 0032 多个开关器件组成的三相逆变桥 ； 0033 一电容组件， 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 所述电容组件和所述三 相逆变桥并联连接 ； 以及 0034 逆变单元输出电感模块， 包括第一相逆变单元输出电感模块、 第二相逆变单元输 出电感模块及第三相逆变单元输出电感模块， 其中每一相逆变单元输出电感模块包括至少 一电感， 所述第一相、 第二相和第三相逆变单元输出电感模块的一端分别对应耦接所述三 相逆变桥的第一相、 第二相和第三相 ； 0035 多重化逆变器的三相输出， 包括第一相输出、 第二相输出和第三相输出， 所述每一 逆变单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成多重化逆变器的第一 相输出， 所述每一逆变单元的第二相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成重化 逆变器的第二相输出， 所述每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在 一起构成重化逆变器的第三相输出 ； 以及 0036 一辅助电容模块， 包括至少两个电容模组， 所述每一电容模组包括至少一电容、 一 第一端子及一第二端子， 其中一电容模组的第一端子和其中一逆变单元的电容组件的第一 端子选择性连接， 且所述电容模组的第二端子和所述逆变单元的电容组件的第二端子选择 性连接 ； 0037 其中， 所述各逆变单元的三相逆变桥的开关器件的驱动信号之间互差一定的角 度。 0038 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 所述辅助电容模块的每一电容模组中还 包括并联连接的电阻。 0039 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 所述逆变器还包括一中线， 所述中线连 接所述每一逆变单元的电容组件的中点及所述辅助电容模块的每一电容模组的中点。 0040 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 所述每一逆变单元还包括一中线电感模 块， 所述每一逆变单元的中线电感模块包括至少一电感， 所述每一逆变单元的中线电感模 块的第一端连接所述每一逆变单元的电容组件的中点， 所述每一逆变单元的中线电感模块 的第二端连接所述中线， 所述辅助电容模块的每一电容模组还包括一中线电感模块， 所述 说 明 书 CN 103296913 A 8 4/10 页 9 辅助电容模块的每一电容模组的中线电感模块包括至少一电感， 所述辅助电容模块的每一 电容模组的中线电感模块的第一端连接所述辅助电容模块的每一电容模组的中点， 所述辅 助电容模块的每一电容模组的中线电感模块的第二端连接所述中线。 0041 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 所述每一逆变单元还包括一中线开关元 件， 所述每一中线开关元件包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述每一中线开关元 件的第一端子和与其对应的逆变单元的中线电感模块的第二端及与其对应的辅助电容模 块的电容模组的中线电感模块的第二端一一对应连接， 所述每一中线开关元件的第二端子 连接所述中线。 0042 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 所述每一逆变单元还包括一第一中线开 关元件及一第二中线开关元件， 所述开关元件均包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述每一逆变单元的第一中线开关元件串联连接与其对应的逆变单元的中线电感模块， 所 述每一逆变单元的第二中线开关元件串联连接与其对应的辅助电容模块的电容模组的中 线电感模块。 0043 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 所述逆变器中的每一逆变单元是两电平 逆变单元或三电平逆变单元。 0044 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 所述逆变器还包括 ： 0045 多重化逆变器输出电感模块， 包括第一相多重化逆变器输出电感模块、 第二相多 重化逆变器输出电感模块及第三相多重化逆变器输出电感模块， 每一相多重化逆变器输出 电感模块包括至少一电感， 所述第一相、 第二相和第三相多重化逆变器输出电感模块分别 对应耦接所述多重化逆变器的第一相、 第二相和第三相输出 ； 0046 三个耦接点， 所述每一逆变单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端和所述 第一相多重化逆变器输出电感模块的连接点构成第一个耦接点， 所述每一逆变单元的第二 相逆变单元输出电感模块的另一端和所述第二相多重化逆变器输出电感模块的连接点构 成第二个耦接点， 所述每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块的另一端和所述第三 相多重化逆变器输出电感模块的连接点构成第三个耦接点 ； 以及 0047 三组滤波组件， 包括第一组滤波组件、 第二组滤波组件和第三组滤波组件， 每一组 滤波组件包括至少一电容器， 所述第一组、 第二组和第三组滤波组件分别对应耦接所述第 一个、 第二个和第三个耦接点。 0048 其中， 所述每一组滤波组件至少包括以下四种形式之一 ： 0049 至少两个电容器并联和 / 或串联 ； 0050 电容和电阻组成的阻尼滤波器 ； 0051 电容和电感组成的陷波器 ； 0052 电容、 电感组成的陷波器和电容、 电阻组成的阻尼滤波器， 其中所述陷波器和所述 阻尼滤波器并联连接。 0053 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 当所述逆变器需要增加电容组件的容值 以满足其电容的纹波电流滤波需求时， 其中一电容模组的第一端子和其中一逆变单元的电 容组件的第一端子连接， 且所述电容模组的第二端子和所述逆变单元的电容组件的第二端 子连接。 0054 根据本发明的多重化逆变器的一实施例， 当所述逆变器的电容组件的容值能够满 说 明 书 CN 103296913 A 9 5/10 页 10 足其电容的纹波电流滤波需求时， 其中一电容模组的第一端子和其中一逆变单元的电容组 件的第一端子断开连接和 / 或所述电容模组的第二端子和所述逆变单元的电容组件的第 二端子断开连接。 0055 本发明还揭示了一种有源电力滤波系统， 所述有源电力滤波系统包括 ： 0056 至少两个逆变器模块， 所述至少两个逆变器模块并联连接 ； 0057 至少一辅助电容模块， 所述辅助电容模块包括至少一电容， 其中每一辅助电容模 块和所述至少两个逆变器模块中的至少一个逆变器模块选择性地并联连接。 0058 根据本发明的有源电力滤波系统的一实施例， 所述每相邻的两个逆变器之间具有 一辅助电容模块， 所述辅助电容模块与所述相邻的两个逆变器模块并联连接。 0059 根据本发明的有源电力滤波系统的一实施例， 所述辅助电容模块中还包括并联连 接的电阻。 0060 根据本发明的有源电力滤波系统的一实施例， 所述逆变器模块是两电平逆变器， 所述两电平逆变器包括一三相逆变桥臂、 一逆变器输出电感模块及一电容组件， 所述电容 组件和所述三相逆变桥臂并联连接。 0061 根据本发明的有源电力滤波系统的一实施例， 所述逆变器模块是三电平逆变器， 所述三电平逆变器包括一三相逆变桥臂、 一逆变器输出电感模块及一电容组件， 所述电容 组件和所述三相逆变桥臂并联连接。 0062 根据本发明的有源电力滤波系统的一实施例， 所述逆变器模块是多重化逆变器， 所述多重化逆变器包括 ： 0063 至少两个逆变单元， 其中每一逆变单元包括 ： 0064 多个开关器件组成的三相逆变桥 ； 0065 一电容组件， 包括至少一电容， 所述电容组件和所述三相逆变桥并联连接 ； 以及 0066 逆变单元输出电感模块， 包括第一相逆变单元输出电感模块、 第二相逆变单元输 出电感模块及第三相逆变单元输出电感模块， 其中每一相逆变单元输出电感模块包括至少 一电感， 所述第一相、 第二相和第三相逆变单元输出电感模块的一端分别对应耦接所述三 相逆变桥的第一相、 第二相和第三相 ； 0067 多重化逆变器的三相输出， 包括第一相输出、 第二相输出和第三相输出， 所述每一 逆变单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成多重化逆变器的第一 相输出， 所述每一逆变单元的第二相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起构成重化 逆变器的第二相输出， 所述每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在 一起构成重化逆变器的第三相输出。 0068 本发明对比现有技术有如下的有益效果之一 ： 本发明的方案是在传统的逆变器结 构上增加一个辅助的电容模块， 这一辅助的电容模块选择性地和逆变器中的电容组件并联 安装。在没有外接电容模块的系统中， 逆变器中的电容组件的容量可以设计的较小， 用来 满足常用场合的应用， 比如基波有功、 无功的电流产生， 一部分的谐波电流和中线电流的产 生， 这种应用场合电容的纹波电流较小， 容易满足寿命要求， 因此电容可以设计的较小。如 果设备需要工作在大谐波电流场合、 大中线电流场合， 电容上纹波电流较大， 为满足寿命要 求， 电容容量要求多， 因此用增加辅助电容模块的方式解决问题。 这样在一些无特殊要求的 场合， 应用没有辅助的电容模块的主功率模块即可满足要求， 而在有特殊要求的应用场合， 说 明 书 CN 103296913 A 10 6/10 页 11 也不要再重新设计主功率电路， 只要增加辅助的电容模块即可满足其要求。 附图说明 0069 图 1 示出了传统的两电平逆变器的结构。 0070 图 2 示出了传统的三电平逆变器的结构。 0071 图 3 示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块的逆变器的结构示意图。 0072 图 4 示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块的两电平逆变器的结构。 0073 图 5 示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块的飞跨电容三电平逆变器的结 构。 0074 图 6A 示出了本发明一实施例的滤波组件的结构。 0075 图 6B 示出了本发明另一实施例的滤波组件的结构。 0076 图 6C 示出了本发明另一实施例的滤波组件的结构。 0077 图 7A 示出了本发明另一实施例的具有辅助电容模块的飞跨电容三电平逆变器的 结构 0078 图 7B 示出了本发明另一实施例的具有辅助电容模块的飞跨电容三电平逆变器的 结构。 0079 图 7C 示出了本发明另一实施例的具有辅助电容模块的飞跨电容三电平逆变器的 结构。 0080 图 8 示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块的多重化三电平逆变器的结构。 0081 图 9 示出了本发明的多重化三电平逆变器的结构。 0082 图 10 示出了传统的逆变器模块并联构成有源电力滤波系统的示意图。 0083 图 11 示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块与逆变器模块并联构成的有源 电力滤波系统的示意图。 具体实施方式 0084 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。 0085 图3示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块的逆变器的结构。 请参见图3， 本 实施例的逆变器包括 ： 主功率电路 100 以及辅助电容模块 107( 可以是一个或至少两个 )。 其中主功率电路 100 包括 ： 第一逆变器输出电感模块 101、 多个开关器件组成的三相逆变桥 103 以及电容组件 105。第一逆变器输出电感模块 103 包括第一相逆变器输出电感模块、 第 二相逆变器输出电感模块及第三相逆变器输出电感模块， 其中每一相逆变器输出电感模块 包括至少一电感， 所述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块的一端分别对应耦接 所述三相逆变桥的第一相、 第二相和第三相， 所述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感 模块的另一端分别构成逆变器的第一、 第二和第三相输出。电容组件 105 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 电容组件105并联连接三相逆变桥103。 辅助电容模块107包括 至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 所述辅助电容模块的第一端子和所述电容组件的 第一端子选择性连接， 所述辅助电容模块的第二端子和所述电容组件的第二端子选择性连 接。在满足常用场合的应用， 比如基波有功、 无功的电流产生， 一部分的谐波电流和中线电 流的产生， 这种应用场合电容的纹波电流较小， 容易满足寿命要求， 因此电容可以设计的较 说 明 书 CN 103296913 A 11 7/10 页 12 小， 此时不需要辅助电容模块 107， 所述辅助电容模块的第一端子和所述电容组件的第一端 子断开连接和 / 或所述辅助电容模块的第二端子和所述电容组件的第二端子断开连接。如 果设备需要工作在大谐波电流场合、 大中线电流场合， 电容上纹波电流较大， 为满足寿命要 求， 电容容量要求大， 因此用安装辅助电容模块 107 的方式解决问题， 所述辅助电容模块的 第一端子和所述电容组件的第一端子连接， 且所述辅助电容模块的第二端子和所述电容组 件的第二端子连接。这样在一些无特殊要求的场合， 应用没有辅助的电容模块的主功率模 块即可满足要求， 而在有特殊要求的应用场合， 也不要再重新设计主功率电路， 只要增加辅 助的电容模块即可满足其要求。 也就是所述的电容模块是辅助， 当应用场合需要时， 所述辅 助电容模块和主功率电路中的电容组件并联安装 ； 当应用场合不需要时， 不安装所述辅助 电容模块， 即所述辅助电容模块选择性地和逆变器连接。 0086 图 4 示出了本发明的一实施例的具有辅助电容模块的两电平逆变器的结构。请参 见图 4， 本实施例的两电平逆变器的主功率电路内部设有电容组件， 所述电容组件包括电容 C3 和 C4。逆变器可包括辅助电容模块 10， 辅助电容模块选择性地和逆变器连接， 也就是辅 助电容模块 10 中的电容 C1、 C2 选择性地与逆变器内部的电容组件 C3、 C4 并联安装。在本 法明一实施例中， 所述主功率电路内的电容组件内及辅助电容模块 10 内还可设置有并联 连接的电阻， 如在电容模块 10 中， 电阻 R1、 R2 和电容 C1、 C2 并联。 0087 在本发明中， 所述逆变器可以是如图 4 所示的两电平逆变器的结构， 也可以是三 电平逆变器的结构。图 5 示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块的飞跨电容三电平逆 变器的结构。 当然除了是飞跨电容三电平逆变器， 还可以是其它形式的三电平逆变器， 如中 点钳位型三电平逆变器。图 5 中的其余结构均和图 4 相同， 在此不再赘述。 0088 在本发明一实施例中， 上述的逆变器还可包括三组滤波组件及第二逆变器输出电 感模块， 以图 5 所示的具有辅助电容模块的飞跨电容三电平逆变器的结构为例， 如图 5 所 示所述第二逆变器输出电感模块 24 包括第一相逆变器输出电感模块、 第二相逆变器输出 电感模块及第三相逆变器输出电感模块。其中每一相逆变器输出电感模块包括至少一电 感 L2， 所述第一相、 第二相和第三相逆变器输出电感模块分别和所述第一逆变器输出电感 模块的第一相、 第二相及第三相逆变器输出电感模块串联连接。所述三组滤波组件 22 包括 第一组滤波组件、 第二组滤波组件和第三组滤波组件， 如图 5 所示每一组滤波组件至少包 括一电容器， 所述第一组、 第二组及第三组滤波组件与所述第一逆变器输出电感模块的第 一相逆变器输出电感模块和所述第二逆变器输出电感模块的第一相逆变器输出电感模块 的共接点、 所述第一逆变器输出电感模块的第二相逆变器输出电感模块和所述第二逆变器 输出电感模块的第二相逆变器输出电感模块的共接点及所述第一逆变器输出电感模块的 第三相逆变器输出电感模块和所述第二逆变器输出电感模块的第三相逆变器输出电感模 块的共接点一一对应连接。除了如图 5 所示的滤波组件 22 的形式外， 所述滤波组件还可以 是其它形式如 ： 至少两个电容器并联和 / 或串联 ； 电容和电阻组成的阻尼滤波器如图 6A 所 示 ； 电容和电感组成的陷波器如图 6B 所示 ； 电容、 电感组成的陷波器和电容、 电阻组成的阻 尼滤波器， 其中所述陷波器和所述阻尼滤波器并联连接如图 6C 所示。 0089 在本发明一实施例中， 逆变器还可以包括一中线 N， 所述中线连接主功率电路的电 容组件的中点以及辅助电容模块的中点， 如图 7A 所示。所述逆变器还包括一中线电感模 块， 如图 7B 所示。所述中线电感模块包括至少一电感 L3， 逆变器中线电感模块的第一端连 说 明 书 CN 103296913 A 12 8/10 页 13 接主功率电路的电容组件的中点， 逆变器中线电感模块的第二端连接中线。如图 7B 所示。 所述辅助电容模块还包括中线电感模块， 所述辅助电容模块的中线电感模块包括至少一电 感 L4， 辅助电容模块的中线电感模块的第一端连接辅助电容模块的中点， 第二端连接所述 中线 N。进一步的逆变器还包括一中线开关元件 SW， 如图 7C 所示。所述中线开关元件包括 一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述中线开关元件的第一端子连接所述逆变器中线 电感模块的第二端子及所述辅助电容模块的中线电感模块的第二端子， 所述第一开关元件 的第二端子连接所述中线。在本发明另一实施例中， 逆变器还包括一第一中线开关元件及 一第二中线开关元件， 所述中线开关元件均包括一控制端、 一第一端子及一第二端子， 所述 第一中线开关元件串联连接所述逆变器中线电感模块， 所述第二中线开关元件串联连接所 述辅助电容模块的中线电感模块。 0090 上述具有辅助电容模块的逆变器的结构还可为多重化逆变器结构， 如下以两个逆 变单元构成的多重化逆变器讲明其原理。图 7 示出了本发明一实施例的具有辅助电容模块 的多重化三电平逆变器的结构。多重化三电平逆变器包括了两个三电平逆变单元 501 和 502。逆变单元 501 包括 ： 多个开关器件组成的三相逆变桥 ； 一电容组件， 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 电容组件和三相逆变桥并联连接 ； 以及逆变单元输出电感模块， 包括第一相逆变单元输出电感模块、 第二相逆变单元输出电感模块及第三相逆变单元输出 电感模块， 其中每一相逆变单元输出电感模块包括至少一电感 L3， 第一相、 第二相和第三相 逆变单元输出电感模块的一端分别对应耦接三相逆变桥的第一相、 第二相和第三相。逆变 单元 502 的结构和逆变单元 501 类似， 在此不再描述。多重化逆变器包括第一相输出、 第二 相输出和第三相输出， 每一逆变单元的第一相逆变单元输出电感模块的另一端耦接在一起 构成多重化逆变器的第一相输出， 每一逆变单元的第二相逆变单元输出电感模块的另一端 耦接在一起构成重化逆变器的第二相输出， 每一逆变单元的第三相逆变单元输出电感模块 的另一端耦接在一起构成重化逆变器的第三相输出。 所述多重化逆变器包括一辅助电容模 块 503， 所述辅助电容模块 503 包括两个电容模组 5031 和 5032， 电容模组 5031 包括至少一 电容、 一第一端子及一第二端子， 电容模组 5031 和逆变单元 501 中的电容组件选择性地并 联连接。电容模组 5032 包括至少一电容、 一第一端子及一第二端子， 电容模组 5032 和逆变 单元 502 中的电容组件选择性地并联连接。其中， 两逆变单元的三相逆变桥的开关器件的 驱动信号之间互差一定的角度。 0091 在本发明一实施例中， 辅助电容模块的每一电容模组中还包括并联连接的电阻。 0092 在本发明一实施例中， 如图 8 所示逆变器还包括一中线 N， 中线连接两逆变单元 501 和 502 中的的电容组件的中点及辅助电容模块 503 中的两电容模组 5031 和 5032 的中 点。 0093 在本发明一实施例中， 如图8所示逆变单元501还包括一中线电感模块， 所述中线 电感模块包括至少一电感 LN1， 所述中线电感模块的第一端连接逆变单元 501 的电容组件 的中点， 逆变单元的中线电感模块的第二端连接中线。与逆变单元 501 选择性地连接的辅 助电容模块503中的的电容模组5031还包括一中线电感模块， 所述中线电感模块包括至少 一电感 LN3， 所述辅助电容模块的电容模组的中线电感模块的第一端连接辅助电容模块的 电容模组 5031 的中点， 所述辅助电容模块的电容模组的中线电感模块的第二端连接中线。 逆变单元 502 还包括一中线电感模块， 所述中线电感模块包括至少一电感 LN2， 所述中线电 说 明 书 CN 103296913 A 13 9/10 页 14 感模块的第一端连接逆变单元 502 的电容组件的中点， 逆变单元的中线电感模块的第二端 连接中线。与逆变单元 502 相并联的辅助电容模块 503 中的电容模组 5032 还包括一中线 电感模块， 所述中线电感模块包括至少一电感 LN4， 所述辅助电容模块的电容模组的中线电 感模块的第一端连接辅助电容模块的电容模组 5032 的中点， 所述辅助电容模块的电容模 组的中线电感模块的第二端连接中线。 0094 在本发明一实施例中， 如图 8 所示逆变单元 501 还包括一中线开关元件 SW1，