SE539852C2

SE539852C2 - Symmetrisk krets

Info

Publication number: SE539852C2
Application number: SE1251462A
Authority: SE
Inventors: Hansson Erik
Original assignee: Comsys Ab
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2017-12-19
Also published as: EP2936671A1; CN105210284B; EP2936671A4; US9344007B2; SE1251462A1; US20150318794A1; WO2014098736A1; CN105210284A

Description

SYMMETRISK KRETS Tekniskt område Uppfinningen avser generellt en förbättrad krets för resonansbetingad elkraftsomriktning som begränsar den elkraft som krävs för switchning.

Bakgrund Förluster uppträder i elkraftsomriktare eftersom ingen av komponenterna har ideala egenskaper. Förlusterna för in värme i elkraftskretssystemen, vilket utöver energiförluster ger värmebelastning på alla komponenter och därmed minskar deras livslängd.

Det är önskvärt att öka elkraftsomriktarnas arbetsfrekvens eftersom den avgivna effekten då kan styras mer exakt. Att öka switchningsfrekvensen leder till lägre switchningsrippel och lägre komponentvärden, vilket i sin tur leder till ett kompaktare, lättare och mer kostnadseffektivt utförande av uppfinningen. Vidare möjliggör minskat switchningsrippel eventuellt minskat EMI, vilket är i linje med målet för en strömställare som inte orsakar störningar. Dessutom möjliggör en hög switchningsfrekvens att högre frekvensströmmar alstras av elkraftsomriktaren, vilket breddar användningsområdet för omriktaren.

En frekvensökning leder emellertid också till ökade switchningsförluster eftersom det mesta av förlusterna uppträder på switchningscykelbasis. Att tvinga transistorn att kommutera medan en ström flyter igenom den eller när en potentialskillnad ligger över den kräver energi som måste matas till transistorns styre. Att minska strömmen genom transistorn eller spänningen över den minskar följaktligen den sammanlagda ineffekten hos strömställaren och därmed den sammanlagda ineffekten till systemet.

Ett sätt att minska förlusterna över en viss strömställare är att lägga till en resonansbetingad komponent till kretssystemet i vilken komponent en ström alstras av ett induktivt element genom urladdning av en kondensator. En krets som använder den här tekniken kallas resonansomriktare. Användning av en resonansomriktare möjliggör mjuk switchning vilken minskar energiåtgången för switchningsoperationen. Det finns i allmänhet två typer av mjuk switchning: nollspänningsswitchning och nollströmsswitchning. Nollspänningsswitchning omfattar minimering av spänningsskillnaden över strömställaren före kommuteringen, medan nollströmsswitchningen omfattar minimering av strömmen igenom strömställaren före switchningen. För att sann nollspänningsswitchning ska vara möjlig måste resonanskretsen justera spänningen på ena sidan av strömställaren helt rätt, så att ingen spänningsskillnad över strömställaren finns.

Att alstra lägre EMI-brus är i sig ett viktigt mål. I applikationer där omriktaren eller växelriktaren är kopplad direkt till kraftledningsnätet kan EMI-brus orsaka problem som normalt sett löses genom att använda EMC-filter. EMC-filter placeras seriekopplat med omriktaren och hanterar därmed hela ström kapaciteten. Genom att minimera EMI:et så kan EMC-filter elimineras från omriktarformgivningen.

Sammanfattning En resonansbetingad elkraftsomriktare tillhandahålls. Den resonansbetingade elkraftsomriktaren innefattar en DC-kraftkälla, en positiv DC-ledare, en negativ DC-ledare, en fasledare, och en elkraftsomriktande enhet som är kopplad mellan DC-kraftkällan och fasledaren. Den el kraftsom riktande enheten innefattar en första strömställare som är kopplad mellan den positiva DC-ledaren och fasledaren och en första diod som är parallellkopplad med den första strömställaren, och en andra strömställare som är kopplad mellan den negativa DC-ledaren och fasledaren och en andra diod som är parallellkopplad med den andra strömställaren. Den el kraftsom riktande enheten innefattar vidare en resonansbetingad understödjande switchningskrets som är kopplad mellan en matningsanslutning på mittpunkten av DC-kraftkällan och fasledaren. Den resonansbetingade understödjande switchningskretsen innefattar styrningsorgan för styrning av ett strömflöde genom den resonansbetingade understödjande switchningskretsen mellan matningsanslutningen och fasledaren.

Den resonansbetingad elkraftsomriktaren innefattar vidare en balanseringskrets för balansering av spänningen i matningsanslutningen. Balanseringskretsen innefattar ett första positivt styrningsorgan i serie med en induktor. Det första positiva styrningsorganet och induktorn är kopplade mellan den positiva DC-ledaren och matningsanslutningen. Balanseringskretsen innefattar vidare ett andra negativt styrningsorgan i serie med induktorn, varvid det andra negativa styrningsorganet är kopplad mellan den negativa DC-ledaren och matningsanslutningen.

Det första positiva och andra negativa styrningsorganet är båda anordnade för att omväxlande kopplas på och av för balansering av den resonansbetingade elkraftsomriktaren, så att spänningen i matningsanslutningen är i huvudsak medelspänningen hos den positiva DC-ledaren och den negativa DC-ledaren.

Genom balansering av DC-kraftkällan kan den resonansbetingade elkraftsomriktaren bättre minska spänningen över strömställarna så att switchning kan utföras med små förluster.

Enligt en utföringsform innefattar den resonansbetingade elkraftsomriktaren vidare en understödjande kondensator som är parallellkopplad eller seriekopplad med en induktor så att en parallellkopplad eller seriekopplad resonansbetingad krets skapas när en ström flyter genom den resonansbetingad understödjande switchningskretsen.

Enligt en utföringsform är det första positiva styrningsorganet och det andra negativa styrningsorganet seriekopplade med en enda induktor som i sin tur är kopplad till matningsanslutningen. Denna utföringsform skapar en balanseringskrets med få komponenter.

De positiva och negativa kontrollorganen kan vara anordnade att switchas tillsammans med huvudströmställarna, och switchningen av den första huvudströmställaren och det första positiva styrningsorganet kan vara synkroniserad, och switchningen av den andra huvudströmställaren och det andra negativa styrningsorganet kan vara synkroniserad, så att DC-kraftkällan kontinuerligt balanseras tillsammans med switchningen av strömställarna.

Det första positiva och andra negativa styrningsorganet kan båda vara anordnade för att omväxlande kopplas på och av så att det första positiva styrningsorganet är påkopplat väsentligen 50 % av tiden och avkopplat väsentligen 50 % av tiden, och det andra negativa styrningsorganet är påkopplat väsentligen 50 % av tiden och avkopplat väsentligen 50 % av tiden.

Den resonansbetingade elkraftsomriktaren enligt någon av utföringsformerna kan anpassas för användning i ett aktivt filter.

Vidare tillhandahålls ett aktivt filter för reducering av övertoner i ett elektriskt system. Det aktiva filtret innefattar en resonansbetingad elkraftsomriktare enligt någon av utföringsformerna häri, och en styrenhet anordnad för mätning av spänning och/eller ström vid en punkt i det elektriska systemet, och för styrning av strömställarna hos den resonansbetingade elkraftsomriktaren baserat på den uppmätta spänningen och/eller strömmen.

Balansering av DC-kraftkällan hos den resonansbetingade elkraftsomriktaren i en tillämpning av ett aktivt filter är fördelaktigt, eftersom spänning/ström-felet som det aktiva filtret syftar till att korrigera kan variera snabbt vilket kan tvinga elkraftsomvandlaren att switchas mot en betydande spänning om DC-kraftkällan är inte balanserad.

Styrenheten kan vidare vara anordnad för styrning av det första positiva och det andra negativa styrningsorganet hos den resonansbetingade elkraftsomriktaren, för balansering av DC-kraftkällan hos den resonansbetingad elkraftsomriktaren, och styrenheten kan vara anordnad för styrning av strömställarna och styrningsorganen så att switchningen av den första strömställaren och det första positiva styrningsorganet är synkroniserad, och så att switchningen av den andra strömställaren och det andra negativa styrningsorganet är synkroniserad.

Observera att alla utförande kan kombineras på vilket sätt som helst om det inte är klart motstridigt.

Kort beskrivning av figurerna Uppfinningen beskrivs i det följande med hänvisning till den exemplifierande ritningen, på vilka: fig. 1a visar en krets för resonansbetingad elkraftsomriktning då utströmmen switchas från att ha spänningen +V till att ha spänningen -V, fig. 1b visar en alternativ utföringsform för en krets för resonansbetingad elkraftsomriktning då utströmmen switchas från att ha spänningen +V till att ha spänningen -V, fig. 2 visar en krets för resonansbetingad elkraftsomriktning då utströmmen switchas från att ha spänningen +V till att ha spänningen -V, fig. 3a visar en krets för resonansbetingad elkraftsomriktning då utströmmen switchas från att ha spänningen -V till att ha spänningen +V, fig. 3b visar kretsen för resonansbetingad elkraftsomriktning som visas i fig. 3a, med skillnaden att DC-kraftkällan är obalanserad, fig. 4 visar en krets för resonansbetingad elkraftsomriktning innefattande en balanserande krets, fig. 5 visare en utföringsform av ett aktivt filter innefattande en krets för resonansbetingad elkraftsomriktning.

Detaljerad beskrivning I det följande kommer grundprinciperna för en elkraftsomriktare som använder resonansbetingad elkraftsomriktning, eller switchning, beskrivas med hjälp av ett exempel i enlighet med de medföljande ritningarna. Det torde inses att ritningarna endast är åskådliggörande och inte på något sätt begränsar omfånget.

I de följande figurerna åskådliggörs elkraftsomriktaren för användning i ett aktivt filter. Denna utföringsform skall emellertid endast ses som ett exempel på en användning av elkraftsomriktaren. Uppfinningskonceptet som definieras av de bifogade kraven kan användas i alla applikationer i vilka en resonansbetingad elkraftsomriktare behövs, exempelvis i en elkraftstransformator.

Elkraftsomriktaren i ett aktivt filter alstrar en kompenserande ström som kompenserar för laster i ett övertonsalstrande elektriskt system. Genom att minska övertonerna i det elektriska systemet minskar störningar och förlusterna i det elektriska systemet. En ytterligare beskrivning av detaljerna hos ett aktivt filter återfinns till exempel i US7289888 (Persson). Det elektriska systemet illustreras i de följande figurerna av en energiförsörjningsenhet 4, en energiförbrukande last 5 och en huvudledare 3 för överföring av energi från energiförsörjningsenheten 4 till den energiförbrukande enheten 5. Energiförsörjningsenheten 4 kan till exempel utgöras av elkraftledningsnätet eller en transformator som minskar spänningen som tillförs från huvudkraftledningsnätet. Den energiförbrukande lasten 5 kan till exempel utgöras av en elektrisk motor. Det aktiva filtret innefattar vidare en induktor L1 som omvandlar pulserna som alstras av (styrningsorgan för) strömställarna Gp, Gn till en kontinuerlig signal genom att motarbeta förändringarna i ström igenom filtret genom att utveckla en spänning över induktorn som är proportionell mot förändringstakten hos strömmen i enlighet med I = -LdU/dt. För ett aktivt filter som är konfigurerat för ström på 100 A är induktorn typiskt en induktor i spännet 200-250 |iH.

Fig. 1 visar en resonansbetingad elkraftsomriktare för resonansbetingad elkraftsomriktning. Den resonansbetingade elkraftsomriktaren innefattar två huvudströmställareanordningar Gp, Gn per fas. Strömställareanordningarna har dioder Dp, Dn som är parallellkopplade med desamma. Den resonansbetingade elkraftsomriktaren innefattar vidare en understödjande resonansbetingad switchningskrets AUX som omfattar (styrningsanordningar för) understödjande strö m ställ arean o rdn ingår Sp, Sn som är seriekopplade med en induktor L2 och en matningskoppling N på DC-kraftkällan DC. Induktorn L2 är anordnad för resonans med en understödjande kondensator Cs. DC-kraftkällan DC utgörs enligt den här utföringsformen av två kondensatorer C, var och en kopplad till en matningsanslutning N. DC-kraftkällan DC skapar en positiv spänning V+ i den positiva ledaren 1a och en negativ spänning V- i den negativa ledaren 1b. I ett exempel är den positiva spänningen +400V och den negativa spänningen -400V. I den föredragna utföringsformen används IGBT:er både till huvudströmställareanordningen Gp, Gn och de understödjande switchningsanordningarna Sp, Sn på grund av de höga switchningsfrekvenserna, men uppfinningen är lämplig för användning med många andra typer av switchningsanordningar som till exempel (men inte begränsat till) BJT:er, MOSFET:er, MCT:er, GTO:er eller IGCT:er.

I utföringsformen som visas i fig. 1a är den understödjande kondensatorn Cs kopplad mellan mittpunkten av DC-kraftkällan DC, (kondensatorerna C) och mittpunkten mellan huvudströmställarna Gp och Gn, parallellt med induktorn L2. Fig. 1a beskriver driften hos den resonansbetingade elkraftsomriktaren när ingen ström går genom L1. För att tvinga spänningen från +V till -V, dvs. från +400V till -400V så behövs extra ström tillhandahållas av den resonansbetingade understödjande switchningskretsen AUX. Som ett första steg i switchningscykeln är strömställaren Gp avstängd, så att strömmen upphör att flöda frän den positiva ledaren 1a. Spänningen i fasledaren e är nu den positiva spänningen + V och ingen ström flödar. Strömställaren Sp är påslagen vilket stänger resonanskretsen och orsakar urladdning av kondensatorn Cs genom strömställaren Sp och dioden DAp och sålunda förändras den potentiella skillnaden över induktorn L2, vilket skapar en ström som matas till fasledaren e. Således levererar den resonansbetingad understödjande switchningskretsen AUX en tvingande spänning i huvudsak lika med hälften av spänningsskillnaden mellan -V och +V, och inducera ett magnetfält i induktorn L2 vilket håller strömflödet genom induktorn och orsakar spänningen i fasledaren e att gå ner mot-V. Medelst induktorn L2, som driver strömmen, orsakar den tvingande spänningen ett spänningsfall från 400 V till-400V. När spänningsfallet är slutfört, börjar strömmen flöda genom den negativa dioden Dn. I detta läge är den potentiella skillnaden över den negativa strömställaren Gn reducerad så att Gn kan switchas utan spänning över densamma. Fig. 1 b visar ett alternativt utförande av den resonansbetingade elkraftsomriktaren, som är funktionellt ekvivalent. I kretsen som visas i fig. 1b är den understödjande kondensatorn Cs ansluten mellan mittpunkten N hos DC-kraftkällan DC (kondensatorerna C) och den resonansbetingade understödjande switchningskretsen AUX, i serie med induktorn L2. På samma sätt som fig. 1 a, beskriver fig. 1 b driften av den resonansbetingade elkraftsomriktaren när ingen ström går genom spolen L1. Fig. 2 visar ett andra alternativ, i vilken syftet är att gå över från +V till -V när en ström flyter genom L1. Den positiva strömställaren Gp är avstängd, men eftersom L1 håller ett magnetfält så kommer den fortsätta att driva en ström 12 därigenom från dioden Dn vilket orsakar spänning i huvudledningen att sjunka från +V till -V vilket således minskar spänningsskillnaden över strömställaren Gn så att strömställaren Gn kan switchas med mycket små förluster.

Fig. 3a visar en tredje switchningsoperation i vilken switchning sker från -V till +V när en ström flyter genom induktorn L1. Som ett första steg är den negativa strömställaren Gn avstängd vilket orsakar en ström 13, driven av induktorn L1, att fortsätta flöda genom den negativa dioden Dn (betecknat som diodström Id). Sp är påslagen vilket stänger den resonansbetingade understödjande switchningskretsen AUX och laddar ur Cs och driver en hjälpström 14 medelst induktorn L2, vilket gör att spänningen stiger i huvudledningen och därmed sänks spänningsskillnaden över Gp. När spänningen över Gp närmar sig noll, slås Gp på och strömmen IGp börjar flöda genom Gp, och Sp är avstängd. Spänningen hos strömflödet 13 skiftas således från -V till +V via ström, som matas frän den understödjande kretsen AUX, så att, vid slutet av switchningscykeln, ström flödar genom den positiva huvudströmställaren Gp.

För att den resonansbetingade understödjande switchningskretsen AUX ska tillhandahålla tillräcklig tvingande spänning till kretssystemen i fig.1 och 3a, så att spänningen i fasledaren e ändras från +V till -V respektive från -V till +V, måste spänningen från DC-kraftkällan vara väsentligen lika med halva spänningsskiilnaden mellan -V och +V, vilket är fallet i utföringsformerna som visas i figurerna 1-3a. Men på grund av asymmetrin hos komponenterna i den resonansbetingade elkraftsomriktaren, dvs. att värdena för komponenterna, så som motstånd, induktans etc. avviker från nominella värden, och på grund av det faktum att de beräknade nominella värdena på komponenterna i den resonansbetingade elkraftsomriktaren i praktiken avviker från de nominella värdena för en ideal krets, är den resonansbetingade elkraftsomriktaren asymmetrisk, vilket i sin tur innebär att den resonansbetingade understödjande switchningskretsen inte är ideal för att minska spänningen över strömställarna Gp, Gn.

I switchningsoperationen som beskrivs i fig. 3a, syftar den resonansbetingade understödjande switchningskretsen AUX till att ändra spänningen i fasledaren e från -400 till +400V så att den positiva strömställaren Gp kan switchas utan att ha någon spänning över sig, och således med väldigt små förluster. Fig. 3b visar en utföringsform i vilken DC-kraftkällan DC är asymmetrisk, och där den positiva ledaren 1a har en spänning på +405V istället för det nominella värdet 400V, och där den negativa ledaren 1 b har en spänning på -395V istället för det nominella värdet på -400V, och där spänningen vid matningsanslutning N ligger kvar på det nominella halva värdet av den nominella positiva och negativ spänningen, dvs. OV.

Denna obalans resulterar i att, i det beskrivna fallet, spänningsskillnaden vid den resonansbetingade understödjande switchningskretsen AUX kan användas för att skapa en resonansström som ändrar spänningen vid fasledaren e vilken är skillnaden mellan spänningen i matningsanslutningen N och spänningen i den positiva ledaren 1a, dvs. 405V. För att switcha utan spänningsskillnad över Gp så måste spänningen i fasledaren e ändras från spänningen i den negativa ledaren 1 b (-395V) till spänningen i den positiva ledaren 1a (+405V). Emellertid, spänningsskillnaden mellan spänningen i matningsanslutningen N som har den nominella spänningen på OV, och den negativa ledaren 1b är endast 395V, vilket resulterar i (i en ideal krets) att den resonansbetingade understödjande switchningskretsen AUX endast kan ändra spänningen i fasledaren e med 790 V, vilket resulterar i en spänning i fasledaren e på +395V vid slutet av resonansövergången, vilket lämnar en spänningsskillnad i switchingsögonblicket på 10V, vilket betecknas med A i diagrammet på fig. 3b. Den positiva strömställaren Gd behöver således kommutera medan en spänningsskillnad på 10V är närvarande däröver. Vidare, om asymmetrin är väldigt stor kommer resonanskretskondensatorn Cs hindras från att starta resonansen tillsammans med L2 och således förhindra korrekt drift av resonansströmställaren. Eftersom kondensatorn Cs är kopplad till punkten N och till fasledaren e så kommer asymmetrin hos DC-kraftkällan kortsluta Cs när huvudströmställarna Gp, Gn på påkopplade vilket kommer termiskt skada Cs.

I ett exempel används den resonansbetingade elkraftsomriktaren i ett aktivt filter för att skapa en kompenserande ström, vilken kompenserar för en tidsskillnad mellan vågformerna för spänning och ström. Skillnaden mellan spänning och ström kan i vissa fall snabbt bli mycket stora, vilket resulterar i att den resonansbetingade elkraftsomriktaren måste producera en positiv eller negativ kompenserande ström under en relativt lång tidsperiod, vilket kommer tömma en av kondensatorerna hos DC-kraftkällan, så att i ett extremt exempel, spänningen i en av ledarna är 0 volt, medan spänningen i den andra ledaren förblir vid det nominella värdet.

Fig. 4 visar en krets som liknar kretsarna som visas i figurerna 1 - 3, med skillnaden att kretsen dessutom innefattar en balanseringskrets BC för balansering av matningsanslutning N hos DC-kraftkällan DC, så att spänningen vid matningsanslutning N alltid förblir väsentligen halva spänningsskillnaden mellan den negativa ledaren 1b och den positiva ledaren 1a. Balanseringskretsen BC innefattar en första och en andra balanseringsströmställare (styrorgan) BS1, BS2, i detta exempel är de en första och en andra IGBT, och en balanseringsinduktor BL. Balanseringsswitcharna BS1, BS2 alternerar så att den första BS1, och andra BS2, balanseringsströmställaren är på och av i huvudsak 50 % av tiden, respektive. Under tiden den första balanseringsströmställaren BS1 är på inducerar spänningsskillnaden över induktorn BL ett magnetfält som laddas ut när den första strömställaren BS1 är avstängd och den andra strömställaren BS2 är påslagen. Ingen ström kommer flöda genom induktorn BL så länge som spänningsskillnaden över BL är 0 vid slutet av varje balanseringscykel . Men i det fall då den balanserande induktor BL inte är helt tömd på grund av obalansen i DC-kraftkällan, dvs. matningsanslutning har en annan potential än väsentligt halva spänningsskillnaden mellan den positiva 1a och den negativa 1b ledaren, kommer en ström IB som flödar genom balanseringsinduktor BL att justera spänningen hos matningsanslutning N så att spänningen hos matningsanslutning N återförs till väsentligen hälften av spänningsskillnaden mellan den positiva 1a och den negativ 1b ledaren. Om symmetrin hos DC-kraftkällan inte upprätthålls kan asymmetrin hos den resonansbetingade elkraftsomriktaren öka och slutligen helt ta bort effekten av den resonanta delen av elkraftsomriktaren.

Den första och den andra balanseringsströmställaren BS1, BS2 styrs av samma styrenhet som styr huvudströmställareanordningarna Gn och Gp, så att balanseringsströmställarna BS1, BS2 switchas tillsammans med huvudströmställareanordningen Gn och Gp.

Fig. 5 visar ett aktivt filter som innefattar den resonansbetingade elkraftsomriktaren som beskrivs refererande till fig. 4. The aktiva filtret är kopplat till ett elektriskt system 3, 4, 5 och är anordnat att skapa en kompenserande ström vilken kompenserar för laddningar i det elektriska systemet 3, 4, 5 som skapar övertoner. Genom att reducera övertonerna i det elektriska systemet 3, 4, 5 så reduceras den skapade reaktiva effekten och således sänks den samlade elförbrukningen i det elektriska systemet.

Det aktiva filtret innefattar en styrenhet CU som är anpassad att ta emot en mätsignal via en mätningsledare 19. Mätsignalen innefattar spänningen och strömmen hos det elektriska systemet, så att en skillnad mellan vågformerna för spänningen och strömmen i det elektriska systemet kan härledas. Styrenheten CU beräknar en kompenserande ström för att kompensera för skillnaden i tid mellan vågformer för spänning och ström, som realiseras som en pulsbreddsmoduleringssignal (PWM-signal) som kommuniceras till huvudströmställarna Gp, Gn hos den resonansbetingade elkraftsomriktaren medelst en styrledning 18a. Styrenheten CU styr också balanseringsströmställarna BS1, BS2 så att balanseringsströmställarna BS1, BS2 switchas tillsammans med huvudströmställarna Gn, Gp, vilket kontinuerligt balanserar DC-kraftkällan så att punkten N ligger kvar på en spänning som är halva av spänningsskillnaden mellan den positiva och den negativa DC-ledaren. Styrenheten CU är således anordnad att styra huvudströmställarna Gp, Gn och balanseringsströmställarna BS1, BS2 så att switchningen mellan den första huvudströmställaren Gp och det första positiva styrningsorganet BS1 är synkroniserat, och så att switchningen mellan den andra huvudströmställaren Gn och det andra negativa styrningsorganet BS1 är synkroniserat.

Styrenheten CU kan innefatta en enda CPU (central processorenhet), eller så kan den innefatta två eller flera processorenheter. Exempelvis kan processorn innefatta en generell mikroprocessor, en instruktionsuppsättnings-processor och/eller relaterade uppsättningar av samverkande kretsar och/eller särskilda ändamålsenliga mikroprocessorer såsom ASIC (produktanpassad krets). Processorn kan också innefatta inbyggt minne för lagringsändamål.

Observera att varje utföringsform eller en del av en utföringsform skulle kunna kombineras på valfritt sätt. Alla exempel i detta dokument ska ses som en del av den allmänna beskrivningen och därför möjligt att kombinera på valfritt sätt i allmänna termer.

Claims

1. Resonansbetingad elkraftsomriktare innefattande: en DC-kraftkälla (DC), en positiv DC-ledare (1a), en negativ DC-ledare (1b), en fasledare (e), och en el kraftsom riktande enhet (2) som är kopplad mellan DC-kraftkällan (DC) och fasledaren (e), varvid den el kraftsom riktande enheten innefattar: en första strömställare (Gp) som är kopplad mellan den positiva DC-ledaren (1a) och fasledaren (e) och en första diod (Dp) som är parallellkopplad med den första strömställaren (Gp), en andra strömställare (Gn) som är kopplad mellan den negativa DC-ledaren (1 b) och fasledaren (e) och en andra diod (Dp) som är parallellkopplad med den andra strömställaren (Gn), och en resonansbetingad understödjande switchningskrets (AUX) som är kopplad mellan en matningsanslutning (N) på DC-kraftkällan (DC) och fasledaren (e), varvid den resonansbetingad understödjande switchningskretsen (AUX) innefattar styrningsorgan (Sp, Sn) för styrning av ett strömflöde genom den resonansbetingade understödjande switchningskretsen (AUX) mellan matningsanslutningen och fasledaren (e), kännetecknad av att den resonansbetingad elkraftsomriktaren vidare innefattar en balanseringskrets (BC) för balansering av spänningen i matningsanslutningen (N), varvid balanseringskretsen (BC) innefattar: ett första positivt styrningsorgan (BS1) i serie med en induktor, varvid det första positiva styrningsorganet (BS1) och induktorn (BL) är kopplade mellan den positiva DC-ledaren (1a) och matningsanslutningen (N), och ett andra negativt styrningsorgan (BS2) i serie med induktorn (BL), varvid det andra negativa styrningsorganet (BS2) är kopplad mellan den negativa DC-ledaren (1b) och matningsanslutningen (N), varvid det första positiva och andra negativa styrningsorganet (BS1, BS2) båda är anpassade för att omväxlande kopplas på och av för balansering av den resonansbetingade elkraftsomriktaren, så att spänningen i matningsanslutningen (N) är i huvudsak medelspänningen hos den positiva DC-ledaren (1a) och den negativa DC-ledaren (1b).

2. Resonansbetingad elkraftsomriktare enligt krav 1, vidare innefattande en understödjande kondensator (Cs ) som är parallellkopplad med en induktor (L2) så att en parallellkopplad resonansbetingad krets skapas när en ström flyter genom den resonansbetingade understödjande switchningskretsen (AUX).

3. Resonansbetingad elkraftsomriktare enligt krav 1, vidare innefattande en understödjande kondensator (Cs ) som är seriekopplad med en induktor (L2) så att en seriekopplad resonansbetingad krets skapas när en ström flyter genom den resonansbetingade understödjande switchningskretsen (AUX).

4. Resonansbetingad elkraftsomriktare enligt krav 1, varvid det första positiva styrningsorganet (BS1) och det andra negativa styrningsorganet (BS2) är seriekopplade med en enda induktor som i sin tur är kopplad till matningsanslutningen (N).

5. Resonansbetingad elkraftsomriktare enligt något av föregående krav, varvid de positiva och negativa kontrollorganen (BS1, BS2) är anordnade att styras tillsammans med strömställarna (Gp, Gn).

6. Resonansbetingad elkraftsomriktare enligt krav 5, varvid switchningen av den första strömställaren (Gp) och det första positiva styrningsorganet (BS1) är anpassad att vara synkroniserad, och varvid switchningen av den andra strömställaren (Gn) och det andra negativa styrningsorganet (BS2) är anpassad att vara synkroniserad.

7. Resonansbetingad elkraftsomriktare enligt något av föregående krav, varvid det första positiva och andra negativa styrningsorganet (BS1, BS2) båda är anpassade för att omväxlande kopplas på och av så att det första positiva styrningsorganet (BS1) är påkopplat väsentligen 50 % av tiden och avkopplat väsentligen 50 % av tiden, och det andra negativa styrningsorganet (BS2) är påkopplat väsentligen 50 % av tiden och avkopplat väsentligen 50 % av tiden.

8. Användning av en resonansbetingad elkraftsomriktare enligt något av föregående krav i ett aktivt filter.

9. Aktivt filter för reducering av övertoner i ett elektriskt system, varvid det aktiva filtret innefattar en resonansbetingad elkraftsomriktare enligt något av patentkraven 1 till 7 och en styrenhet (CU) anordnad för: mätning av minst en av: spänning och ström vid en punkt i elsystemet, och styrning av strömställarna (Gp, Gn) hos den resonansbetingad elkraftsomriktaren baserat på den uppmätta spänningen och/eller strömmen.

10. Aktivt filter enligt krav 9, varvid styrenheten vidare är anordnad för styrning av det första positiva och det andra negativa styrningsorganet (BS1, BS2) hos den resonansbetingad elkraftsomriktaren, för balansering av DC-kraftkällan hos den resonansbetingad elkraftsomriktaren.

11. Aktivt filter enligt krav 10, varvid styrenheten är anordnad för styrning av strömställarna (Gp, Gn) och styrningsorganen (BS1, BS2) så att switchningen av den första strömställaren (Gp) och det första positiva styrningsorganet (BS1) är synkroniserad, och så att switchningen av den andra strömställaren (Gn) och det andra negativa styrningsorganet (BS1) är synkroniserad.