一种不对称式电流调节器及其双极性控制方法

摘要

一种用于超导磁体充放电的电流调节器，由电压单元(U_V)、变压器单元(U_T)与电流单元(U_I)组成。电压单元(U_V)为多个直流侧为电容器的电压源换流器，电流单元(U_I)为一个直流侧接超导磁体(L)的电流源换流器，电压源换流器的交流输出侧与分立变压器原边相连，电流源换流器的交流输出侧与串联变压器副边的两端相连，其中变压器单元(U_T)由多个变压器串联而成，变压器的数量等于电压源换流器的数量。电压单元(U_V)采用双极控制方式，电流单元(U_I)通过电压单元(U_V)提供的换相电压，在电流换相时实现零电流关断。本发明结构简单紧凑，功率密度高，不仅提高了磁体充放电系统的性能，而且可减少成本。由于实现了零电流关断，大大减少了开关损耗，提高了效率，延长了开关管的寿命。

主权项

1、一种不对称式电流调节器，其特征在于它由电压单元(UV)、变压器单元(UT)与电流单元(UI)三部分组成；变压器单元(UT)由多个变压器(TR1、TR2……TRn)副边串联在一起构成，变压器的数量等于电压源换流器的数量；电流单元(UI)由电流源换流器(CSC)组成；电压单元(UV)由n个电压源换流器(VSC1……VSCn)组成，n为大于等于2的整数；电压单元(UV)与变压器单元(UT)的一侧相连，电流单元(UI)与变压器单元(UT)的另一侧相连；电流源换流器(CSC)由两个桥臂并联组成，第一开关(S1)和第三开关(S3)构成其中一个桥臂，第二开关(S2)和第四开关(S4)构成其中另一个桥臂，所述两个桥臂的两端构成电流源换流器(CSC)的直流输出端，与超导磁体(L)相连，所述两个桥臂的中点构成其交流输出端，变压器(TR1、TR2……TRn)副边相互串联，第一变压器(TR1)、第n变压器(TRn)未相互串联的两个端口分别与电流源换流器(CSC)的交流输出端相连；第一电压源换流器(VSC1)亦由两个桥臂并联组成，第五开关(S5)和第七开关(S7)构成第一电压源换流器(VSC1)一个桥臂，第六开关(S6)和第八开关(S8)构成第一电压源换流器(VSC1)另外一个桥臂，所述两个桥臂的两端构成第一电压源换流器(VSC1)的直流输出端，与第一电容器(C1)相连，两个桥臂的中点构成第一电压源换流器(VSC1)的交流输出端，与第一变压器(TR1)的两端相连；第一电压源换流器(VSC1)直流输出端并联的第一电容器(C1)与分别由第九开关(S9)和第一直流电源(DC1)、和第十开关(S10)与第一负载(LOAD1)相串联组成的支路并联连接；其它变压器(TR2……TRn)、第二电压源换流器至第n电压源换流器的其余n-1个电压源换流器(VSC2……VSCn)的构造和连接方式与所述的第一电压源换流器(VSC1)的构造和连接方式相同。