1.一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:包括AC‑DC变换器、至少一个直流电感线圈、至少一个DC‑DC变换器以及至少一个电解槽;
所述AC‑DC变换器包括一个交流端口和一个直流端口;
所述DC‑DC变换器包括至少2个直流端口,其中一个作为对内端口,其余端口作为对外端口;
所述AC‑DC变换器的交流端口接交流电网,所述AC‑DC变换器的直流端口、直流电感线圈和DC‑DC变换器的对内端口依次串联构成直流环路;
所述DC‑DC变换器对外端口中的至少一个直流端口作为制氢端口,所述制氢端口正负端子分别与电解槽的阳极和阴极相连;
所述直流电感线圈中的至少一个电感线圈直接围绕电解槽至少1圈,或者围绕至少1个铁芯至少1圈,使铁芯形成极性相反的磁极,并将电解槽置于两个相反磁极之间的空气间隙中;
所述直流电感线圈的电流由AC‑DC变换器控制,流经电解槽的电流由DC‑DC变换器控制;所述电解槽设有进水入口、氢气出口和氧气出口,在DC‑DC变换器提供的电流和直流电感线圈提供的磁场下通过电解水制备氢气和氧气。
2.根据权利要求1所述的一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:所述AC‑DC变换器包括交流滤波器和AC‑DC功率变换电路,所述交流滤波器包括交流滤波电感和交流滤波电容,所述AC‑DC功率变换电路采用三相或单相电流源桥式变换电路,所述电流源桥式变换电路的各桥臂为第一逆阻型全控开关器件或其串联支路,或第一逆导型全控开关器件与第一二极管串联构成的具有逆阻特性的支路,或第一逆导型全控开关器件反向串联支路,或半控型器件或其串联支路。
3.根据权利要求1所述的一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:所述直流电感线圈在电解槽内产生的磁场方向与电解槽内的电场方向垂直。
4.根据权利要求1所述的一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:所述直流电感线圈包括两组直流电感线圈,每组直流电感线圈由一个直流电感线圈或多个直流电感线圈串联而成;第一组直流电感线圈的两端分别接AC‑DC变换器直流侧正端子和DC‑DC变换器对内端口的正端子;第二组直流电感线圈的两端分别接AC‑DC变换器直流侧负端子和DC‑DC变换器对内端口的负端子;两组直流电感线圈均围绕电解槽;或均围绕同一铁芯;或分别围绕不同铁芯。
5.根据权利要求1所述的一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:所述DC‑DC变换器为隔离型DC‑DC变换电路,包括单相电流源DC‑AC变换器、高频隔离电路和单相电压源AC‑DC变换器,所述单相电流源DC‑AC变换器采用电流源H桥变换电路,所述单相电压源AC‑DC变换器采用电压源H桥变换电路,所述高频隔离电路包括单相高频变压器和高频电感,所述高频电感的一端与所述单相高频变压器任一绕组的任一端相连,另一端与其所连绕组的另一端构成交流端口、并与所述单相电流源DC‑AC变换器或单相电压源AC‑DC变换器的交流端相连,未连接高频电感的绕组与未连接高频电感的单相电流源DC‑AC变换器或单相电压源AC‑DC变换器的交流端相连;
所述单相电流源DC‑AC变换器的各桥臂为第二逆阻型全控开关器件,或第二逆导型全控开关器件与第二二极管串联构成的具有逆阻特性的支路,或第二逆导型全控开关器件反向串联支路;
所述单相电压源AC‑DC变换器的各桥臂为第三逆导型全控开关器件;所述单相电压源AC‑DC变换器的直流端还并联有输出端滤波电容;
所述单相电流源DC‑AC变换器的直流端口为所述DC‑DC变换器的对内端口;所述单相电压源AC‑DC变换器的直流端口为所述DC‑DC变换器的对外端口。
6.根据权利要求1所述的一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:所述DC‑DC变换器为非隔离型DC‑DC变换电路,包括第四逆导型全控开关器件、直流电容、第三二极管和输出端滤波电感;所述第四逆导型全控开关器件的一端连接第三二极管的阴极,构成DC‑DC变换器的对内端口负端子,同时也是对外端口正端子;另一端连接直流电容的一端,构成DC‑DC变换器的对内端口正端子;直流电容的另一端接第三二极管的阳极,并同时与输出滤波电感的一端连接;输出滤波电感的另一端构成DC‑DC变换器的对外端口负端子。
7.根据权利要求1所述的一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:所述DC‑DC变换器为两端口多模块DC‑DC变换器,包括至少2个功率模块;所述功率模块为隔离型DC‑DC变换器构成的隔离功率模块,或非隔离DC‑DC变换器构成的非隔离功率模块;所述功率模块的对内端口并联或串联,构成所述两端口多模块DC‑DC变换器的对内端口;所述功率模块的对外端口并联,构成所述两端口多模块DC‑DC变换器的对外端口;
所述功率模块对内端口并联时,功率模块均为非隔离功率模块;对内端口串联时,非隔离功率模块不超过1个。
8.根据权利要求1所述的一种一体式电磁解耦联合制氢装置,其特征在于:所述DC‑DC变换器为多端口多模块DC‑DC变换器,包括至少2个功率模块;所述功率模块为隔离型DC‑DC变换器构成的隔离功率模块,或非隔离DC‑DC变换器构成的非隔离功率模块;所述功率模块分成N组,N≥2,每组含至少1个功率模块;所有功率模块的对内端口串联,构成所述多端口多模块DC‑DC变换器的对内端口;当各组仅有1个功率模块时,其对外端口作为该组对外端口,当各组有多个功率模块时,其对外端口并联后构成该组对外端口;从而使所述多端口多模块DC‑DC变换器形成一个对内端口,N个对外端口;N个对外端口中有1个制氢端口,N‑1个附加端口,制氢端口用来接入电解槽;附加端口用来接入其他电气设备;对内端口串联的非隔离功率模块不超过1个。