專利名稱：用于三電平整流器的開關(guān)分支以及三相三電平整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于三電平整流器的開關(guān)分支，并且涉及ー種三相、三電平整流器。
背景技術(shù)：
三電平整流器是包括三個(gè)直流電壓電極的整流器。它們不僅具有正直流電壓電極和負(fù)直流電壓電扱，而且還包括中性直流電壓電扱。在如下出版物中公開了三電平整流器的不例Y. Zhao、Y. Li 和 Τ· A. Lipo 在 1995 年 I 月/2 月的 IEEE transactions onindustry applications 的 Vol. 31, No. I, Force commutated three level boosttype rectifier";以及 J. ff. Kolar 和 F. C. Zach 在 1997 年 8 月的 IEEE transactions onindustrial electronics 的 Vol. 44，No. 4, " A novel three-phase utility interfaceminimizing line current harmonics of nigh-power telecommunications rectifier·modules"。圖I示出了三相三電平整流器的主電路的電路圖。所述整流器包括三個(gè)開關(guān)分支，姆個(gè)開關(guān)分支具有ー個(gè)交流電壓輸入電極AC1、AC2、AC3。進(jìn)而,直流電壓輸出包括三個(gè)電極正直流電壓電極Udc+、負(fù)直流電壓電極Udc-和中性直流電壓電極NP。進(jìn)而，整流器的直流電壓中間電路包括以如下方式串聯(lián)連接在正直流電壓電極Udc+和負(fù)直流電壓電極Udc-之間的電容器Cl和C2 :中性直流電壓電極NP形成在電容器的連接點(diǎn)上。整流器的每個(gè)開關(guān)分支還包括串聯(lián)連接在正直流電壓電極和負(fù)直流電壓電極之間的四個(gè)ニ極管以及按照給定調(diào)制方法調(diào)制輸入電壓的兩個(gè)可控開關(guān)?？赡艿恼{(diào)制方法包括例如矢量調(diào)制和滯環(huán)調(diào)制。按照調(diào)制方案，每個(gè)開關(guān)分支中的上開關(guān)與串聯(lián)連接的最上ニ極管換向，下開關(guān)與串聯(lián)連接的最下ニ極管換向。在該圖的示例中，ニ極管還并聯(lián)連接到每個(gè)受控開關(guān)。通常，整流器的直流電壓中間電路中的電容器在整流器的正常使用之前要充電。例如，可以通過接觸器和充電電阻器以如下方式執(zhí)行電容器的充電在充電階段，電容器充電電流通過接觸器連接以經(jīng)由限制充電電流的充電電阻器環(huán)流。該解決方案存在的問題例如是它需要単獨(dú)的接觸器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的是開發(fā)設(shè)備以便解決或至少減輕上述問題。本發(fā)明的目的是通過ー種用于三電平整流器的開關(guān)分支以及通過ー種三相三電平整流器實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提出了一種用于三電平整流器的開關(guān)分支，包括第一ニ極管(D1 ;D11，D12，D13)和第一半導(dǎo)體開關(guān)(SI ；S11, S12，S13)，串聯(lián)連接在正直流電壓電極(Udc+)和中性直流電壓電極(NP)之間；第ニニ極管(D2 ;D21，D22，D23)和第二半導(dǎo)體開關(guān)(S2 ;S21，S22，S23 )，串聯(lián)連接在負(fù)直流電壓電極(Udc-)和中性直流電壓電極(NP )之間；以及晶閘管(T ；T1, Τ2, Τ3)和第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)，串聯(lián)連接在所述第一二極管和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)與所述第二ニ極管和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)之間，其中，所述晶閘管(τ ；Τ1, Τ2，Τ3)和所述第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)之間的連接點(diǎn)連接至所述開關(guān)分支的交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)，其特征在于所述第一ニ極管(D1 ；D11, D12，D13)和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)(SI ；S11, S12，S13)屬于特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(10);以及所述第二ニ極管(D2 ；D21, D22，D23)和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)(S2 ；S21, S22，S23)屬于特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(20)。優(yōu)選地，所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)連接在所述第一二極管和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間；以及所述第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)連接在所述第ニニ極管和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間。優(yōu)選地，所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)連接在所述第ニニ極管和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間；以及所述第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)連接在所述第一二極管和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間。 優(yōu)選地，所述晶閘管(Τ ;T1，T2，T3)和所述第三ニ極管(D3 ;D31，D32，D33)屬于特定于第三開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(30)。優(yōu)選地，所述開關(guān)分支還包括第四ニ極管(D4 ；D41, D42，D43)，與所述第一半導(dǎo)體開關(guān)(SI ；S11, S12，S13)并聯(lián)連接；以及第五ニ極管(D5 ；D51, D52，D53)，與所述第二半導(dǎo)體開關(guān)(S2 ；S21, S22，S23)并聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述第四ニ極管(D4 ；D41, D42，D43)屬于所述特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(10);以及所述第五ニ極管(D5 ；D51, D52, D53)屬于所述特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(20)。優(yōu)選地，所述開關(guān)分支還包括第三半導(dǎo)體開關(guān)(S3)，與所述第一ニ極管并聯(lián)連接；以及第四半導(dǎo)體開關(guān)(S4)，與所述第二ニ極管并聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述第三半導(dǎo)體開關(guān)(S3)屬于所述特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊
(10);以及所述第四半導(dǎo)體開關(guān)(S4)屬于所述特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(20)。優(yōu)選地，所述開關(guān)分支還包括控制裝置(100)，所述控制裝置(100)被布置為在整流器中間電路的充電期間響應(yīng)于所述整流器中間電路的電壓和所述整流器的供電電壓改變所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)的控制角。優(yōu)選地，所述控制裝置(100)被布置為響應(yīng)于所述整流器中間電路的電壓值和所述整流器的供電電壓值的比值或差改變所述晶閘管(Τ ；Τ1, Τ2，Τ3)的控制角。優(yōu)選地，所述開關(guān)分支還包括充電裝置( , Rl,ん)，用于對(duì)所述整流器中間電路進(jìn)行充電；以及控制裝置(100)，被布置為在所述整流器中間電路的充電期間將所述晶閘管(Τ ；Τ1, Τ2，Τ3)控制為非導(dǎo)通狀態(tài)。優(yōu)選地，所述控制裝置(100)被布置為在所述整流器中間電路不充電時(shí)將所述晶閘管(Τ ;Τ1，Τ2，Τ3)控制為ニ極管模式。優(yōu)選地，所述控制裝置(100)被布置為響應(yīng)于檢測(cè)到的故障狀態(tài)將所述晶閘管(Τ ；Τ1, Τ2，Τ3)控制為非導(dǎo)通狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)方面，提供了ー種包括三個(gè)所述開關(guān)分支的三相三電平整流器。
優(yōu)選地，所述三相三電平整流器的特征在于互連每個(gè)開關(guān)分支的所述正直流電壓電極(Udc+)，互連每個(gè)開關(guān)分支的所述負(fù)直流電壓電極(Udc-)，以及互連每個(gè)開關(guān)分支的所述中性直流電壓電極(NP )。本發(fā)明基于如下事實(shí)在用于三電平變換器的開關(guān)分支中，連接在第二半導(dǎo)體開關(guān)和交流電壓電極之間的ニ極管由晶閘管代替。而且，該半導(dǎo)體以最小化換向(commutation)電路的漏電感的方式置于半導(dǎo)體模塊中。本發(fā)明的解決方案具有如下優(yōu)點(diǎn)整流器的直流電壓中間電路中電容器的充電不需要接觸器，而是，中間電路中的電容器可以通過例如改變晶閘管的控制角或者經(jīng)由與晶閘管并聯(lián)的電阻器-ニ極管分支來充電。另外，在故障情形中，基本上電流方向一旦要改變，則晶閘管控制信號(hào)的移除就中斷故障電流，這加強(qiáng)了整流器設(shè)備的保護(hù)。另外，可以最小化換向電路的漏電感。



將參照附圖結(jié)合一些實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中圖I示出了三相整流器的主電路的一個(gè)示例；圖2示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于整流器的開關(guān)分支的一個(gè)示例；圖3示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于整流器的開關(guān)分支的一個(gè)示例；圖4示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于整流器的開關(guān)分支的一個(gè)示例；圖5示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于整流器的開關(guān)分支的一個(gè)示例；以及圖6示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的三相整流器的主電路的ー個(gè)示例。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的應(yīng)用不限于任何特定系統(tǒng)，而是可以應(yīng)用于各種電氣系統(tǒng)。另外，本發(fā)明的使用不限于任何使用特定基本頻率的系統(tǒng)或者任何特定電壓電平。圖2示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于三電平整流器的開關(guān)分支的電路圖。應(yīng)該指出，該圖僅示出了與本發(fā)明的理解有關(guān)的元件。該開關(guān)分支可以是三相整流器的一個(gè)開關(guān)分支或者是單相整流器的開關(guān)分支。圖2的開關(guān)分支包括用于將開關(guān)分支連接到交流電壓輸出(未示出)的交流電壓輸入電極AC，以及正直流電壓電極Udc+、負(fù)直流電壓電極Udc-和中性直流電壓電極NP。此外，該開關(guān)分支包括串聯(lián)連接在負(fù)直流電壓電極Udc-和中性直流電壓電極NP之間的第二ニ極管D2和第二可控半導(dǎo)體開關(guān)S2。半導(dǎo)體開關(guān)SI、S2可以是晶體管，比如IGBT (絕緣柵雙極性晶體管)或FET (場(chǎng)效應(yīng)晶體管)或其他半導(dǎo)體開關(guān)。為了清楚起見，半導(dǎo)體開關(guān)S1、S2的控制部件和耦接沒有在圖中示出。此外，該開關(guān)分支包括以如下方式串聯(lián)連接在第一ニ極管Dl和第一半導(dǎo)體開關(guān)SI之間的連接點(diǎn)與第二ニ極管D2和第二半導(dǎo)體開關(guān)S2的連接點(diǎn)之間的晶閘管T和第三ニ極管D3 :晶閘管T和第三ニ極管D3之間的連接點(diǎn)連接至開關(guān)分支的交流電壓電極AC。在圖2的示例中，晶閘管T連接在第一二極管Dl和第一半導(dǎo)體開關(guān)SI的連接點(diǎn)與開關(guān)分支的交流電壓電極AC之間，且第三ニ極管D3連接在第二ニ極管D2和第二半導(dǎo)體開關(guān)S2的連接點(diǎn)與開關(guān)分支的交流電壓電極AC之間。開關(guān)分支還可以包括與第一半導(dǎo)體開關(guān)SI并聯(lián)連接的第四ニ極管D4和與第二半導(dǎo)體開關(guān)S2并聯(lián)連接的第五ニ極管D5，如圖所示。開關(guān)分支還可以包括控制單元100或相應(yīng)的控制裝置，用于通過傳送至晶閘管柵極的適當(dāng)控制信號(hào)來控制晶閘管τ。圖3示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于三電平整流器的開關(guān)分支的電路圖。圖3中示出的開關(guān)分支的示例在除了以下以外的所有方面對(duì)應(yīng)于圖2中示出的開關(guān)分支的示例在圖3的開關(guān)分支中，晶閘管T連接在第二ニ極管D2和第二半導(dǎo)體開關(guān)S2之間的連接點(diǎn)與開關(guān)分支的交流電壓電極AC之間，第三ニ極管D3連接在第一ニ極管Dl和第一半導(dǎo)體開關(guān)SI之間的連接點(diǎn)與開關(guān)分支的交流電壓電極AC之間。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，開關(guān)分支的第一ニ極管Dl和第一半導(dǎo)體開關(guān)SI屬于特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊10，開關(guān)分支的第二ニ極管D2和第二半導(dǎo)體開關(guān)S2屬于特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊20。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，另外，開關(guān)分支的第三ニ極管和晶閘管屬于特定于第三開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊30。此外，根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，開關(guān)分支的第四ニ極管D4屬于特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊，且第五ニ極管D5屬于特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊20。在該背景下，半導(dǎo)體模塊一般地指代包括被布置在公共襯底上并且以適當(dāng)?shù)姆绞诫姎饣ミB的若干個(gè)半導(dǎo)體元件的模塊。通過以這種方式將半導(dǎo)體放置在半導(dǎo)體模塊中，可以最小化換向電路的漏電感。在圖3的示例中的第一半導(dǎo)體模塊10和第二半導(dǎo)體 模塊20可以通過制動(dòng)斬波器模塊實(shí)現(xiàn)。第三半導(dǎo)體模塊30可以通過半受控晶閘管分支實(shí)現(xiàn)。圖4示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于三電平整流器的開關(guān)分支的電路圖。圖4的示例還包括與第一ニ極管Dl并聯(lián)連接的第三半導(dǎo)體開關(guān)S3以及與第二ニ極管D2并聯(lián)連接的第四半導(dǎo)體開關(guān)S4。第三半導(dǎo)體開關(guān)屬于第一半導(dǎo)體模塊10，第四半導(dǎo)體開關(guān)屬于第二半導(dǎo)體模塊20。圖4的示例中的第一半導(dǎo)體模塊10和第二半導(dǎo)體模塊20可以通過雙IGBT實(shí)現(xiàn)。在圖2至圖4的開關(guān)分支示例的情況下，例如可以通過晶閘管T的相角控制執(zhí)行整流器中間電路中的電容器Cl、C2的初始充電。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，晶閘管T的控制裝置比如控制單元100被布置為在整流器中間電路的充電過程中響應(yīng)于整流器中間電路的電壓和整流器的供電電壓來改變晶閘管控制角。相應(yīng)地，晶閘管T的控制角、即晶閘管從最早可能的觸發(fā)時(shí)刻起延遲觸發(fā)的角度響應(yīng)于整流器中間電路的電壓和整流器的供電電壓而改變，以便限制中間電路的充電電流。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，控制單元100被布置為響應(yīng)于整流器中間電路的電壓值與整流器的供電電壓值之間的比值或差改變晶閘管T的控制角。初始地，控制角可以是例如180度，即晶閘管T的觸發(fā)從最早可能的觸發(fā)時(shí)刻起延遲180度，其后，隨著中間電路電壓上升，從而隨著中間電路電壓值與整流器供電電壓值之間的比值或差改變，晶閘管T的控制角逐漸減小。在中間電路電壓已上升足夠高后，中間電路的充電可以結(jié)束，并且晶閘管T可以被控制為ニ極管模式，即在實(shí)踐中被控制為連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)，從而它看起來像ニ極管一祥工作。有利地，晶閘管的控制單元100被布置為當(dāng)整流器的中間電路不充電時(shí)將晶閘管T控制為ニ極管模式。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，晶閘管T可以響應(yīng)于檢測(cè)到的故障情形被控制為非導(dǎo)通狀態(tài)。從而，晶閘管的控制單元100可以被布置為響應(yīng)于故障狀態(tài)的檢測(cè)將晶閘管T控制為非導(dǎo)通狀態(tài)。這樣的故障狀態(tài)例如可以發(fā)生在整流器的開關(guān)分支中、整流器中的任何其他位置或者連接到整流器的裝置中(比如由整流器供電的裝置)、或者為整流器饋電的交流電壓饋電系統(tǒng)中。故障情形的ー個(gè)示例是整流器部件中的故障、或整流器各部分的任意一個(gè)中的短路或接地故障。故障情形可以例如通過特定的故障診斷功能檢測(cè)，該特定的故障診斷功能監(jiān)視整流器的開關(guān)分支的操作或整個(gè)整流器的操作，并檢測(cè)是否發(fā)生與正常操作的不相符之處。這種故障診斷功能可以并入晶閘管的控制單元100中或者由一個(gè)或者更多個(gè)単獨(dú)的単元(未示出)實(shí)現(xiàn)。整流器中間電路的電容器C1、C2的初始充電還可以以其他方式執(zhí)行。圖5示出了根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例的用于三電平整流器的開關(guān)分支的電路圖。圖5中的示例的開關(guān)分支還包括用于對(duì)整流器中間電路充電的充電裝置。根據(jù)圖5的示例，充電裝置可以包括例如連接在開關(guān)分支的交流電壓電極和正直流電壓電極之間的充電ニ極管^和充電電阻器も、以及可控開關(guān)比如繼電器或半導(dǎo)體開關(guān)。在圖5的實(shí)施例中，控制單元100被布置為在整流器中間電路的充電期間將開關(guān)ん控制為導(dǎo)通狀態(tài)以及將晶閘管T控制為非導(dǎo)通狀態(tài)。當(dāng)中間電路中的電壓已經(jīng)上升地足夠高并且中間電路的充電可以結(jié)束時(shí),控制單元100被布置為將開關(guān)4控制為非導(dǎo)通狀態(tài)以及將晶閘管T控制為連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施例，可以通過互聯(lián)三個(gè)上述任意一個(gè)實(shí)施例的開關(guān)分支來實(shí)現(xiàn)三相三電平變換器。圖6示出了整流器的主電路的簡(jiǎn)化電路圖，主電路由圖2的特定于三相的 開關(guān)分支通過連接每個(gè)開關(guān)分支的正直流電壓電極Udc+、負(fù)直流電壓電極Udc-和中性直流電壓電極NP互聯(lián)形成。每個(gè)開關(guān)分支相應(yīng)地具有交流電壓輸入電極ACl、AC2、AC3，用于將整流器連接至三相交流電壓輸出(未示出)的三相。每個(gè)開關(guān)分支還包括以如上結(jié)合圖2所示的方式連接的第一ニ極管Dll、D12、D13和第二ニ極管D21、D22、D23以及第三ニ極管D31、D32、D33和晶閘管T1、T2、T3。另外，每個(gè)開關(guān)分支包括也以如上結(jié)合圖2所示的方式連接的第一可控半導(dǎo)體開關(guān)Sll、S12、S13和第二半導(dǎo)體開關(guān)S21、S22、S23。為了清楚起見，圖中沒有示出晶閘管或半導(dǎo)體開關(guān)的控制部件和耦接。圖6的整流器的每個(gè)開關(guān)分支還可以包括第四ニ極管D41、D42、D43和第五ニ極管D51、D52、D53，如圖中所示。進(jìn)而，圖6的整流器的直流電壓中間電路包括以如下方式串聯(lián)連接在正直流電壓電極Udc+和負(fù)直流電壓電極Udc-之間的電容器Cl和C2 :中性直流電壓電極NP形成在電容器的連接點(diǎn)處。中間電路的結(jié)構(gòu)也可以與圖中所示的結(jié)構(gòu)不同。實(shí)現(xiàn)上述各種功能及其各種組合的設(shè)備比如控制單元100可以通過ー個(gè)或者更多個(gè)單元實(shí)現(xiàn)。術(shù)語“単元” 一般地指代物理或邏輯整體，比如物理設(shè)備、物理設(shè)備的一部分或軟件例程。實(shí)現(xiàn)上述各個(gè)實(shí)施例的功能的設(shè)備比如控制單元100可以至少部分地通過具有適當(dāng)軟件的計(jì)算機(jī)等信號(hào)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)。適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理設(shè)備的示例為可編程邏輯控制器(PLC)。這樣的計(jì)算機(jī)或信號(hào)處理設(shè)備有利地至少包括提供算木運(yùn)算使用的存儲(chǔ)區(qū)域的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)以及執(zhí)行算木運(yùn)算的處理器(CPU)比如通用數(shù)字信號(hào)處理處理器(DSP)0處理器可以包括寄存器組、算木邏輯單元和處理器控制單元。處理器控制單元用從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器傳遞到處理器的程序命令序列控制。處理器控制單元可以包括用于基本運(yùn)算的微命令。微命令的執(zhí)行可以取決于處理器的結(jié)構(gòu)而變化。程序命令可以用編程語言編碼，編程語目可以是聞級(jí)編程語目比如C、Java等,也可以是低級(jí)編程語目比如機(jī)器語目或匯編程序。計(jì)算機(jī)還可以包括操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)可以為用編程命令編寫的計(jì)算機(jī)程序提供系統(tǒng)服務(wù)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明或其一部分的計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備比如控制單元100等可以包括適當(dāng)?shù)妮斎胙b置和輸出裝置，輸入裝置例如用于從用戶和/或其他設(shè)備接收控制信息或測(cè)量信息，輸出裝置例如用于輸出告警與通知和/或控制數(shù)據(jù)以及用于控制其他設(shè)備。設(shè)備可以另外包括適當(dāng)?shù)挠脩艚鹰?，通過該用戶接ロ用戶例如可以設(shè)置需要的參數(shù)。還可以使用特定集成電路比如ASIC (專用集成電路)和/或分立部件或其他設(shè)備來實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同的實(shí)施例的各種實(shí)施例功能。上述不同的實(shí)施例可以在現(xiàn)有系統(tǒng)比如電驅(qū)動(dòng)器或其部件中實(shí)現(xiàn)，比如整流器或變頻器，并且/或者可以以集中或分布方式使用分立元件和設(shè)備?，F(xiàn)有的用于電驅(qū)動(dòng)器的設(shè)備比如整流器和變頻器通常包括可以用于實(shí)現(xiàn)不同實(shí)施例的功能的處理器和存儲(chǔ)器。因此，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同實(shí)施例所需要的所有改變和配置至少可以部分地使用軟件例程執(zhí)行，該軟件例程進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)為添加的或更新的軟件例程。如果不同實(shí)施例的功能通過軟件實(shí)現(xiàn)，則該軟件可以提供為包括計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序代碼在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行使得計(jì)算機(jī)或?qū)?yīng)的硬件根據(jù)上述不同實(shí)施例執(zhí)行本發(fā)明的功能。這種類型的計(jì)算機(jī)程序代碼可以存儲(chǔ)或者一般包含在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)比如適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)介質(zhì)(例如閃存或光存儲(chǔ)器)中，可以從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中將它讀取到運(yùn)行程序代碼的ー個(gè)或更多個(gè)單元。另外，這種類型的程序代碼可以加載到ー個(gè)或多個(gè)單元上用于在適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，并且它可以代替或更新可能存在的程序代碼。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易明白，隨著技術(shù)進(jìn)步，本發(fā)明的基本思想可以以多種不同的方式實(shí)現(xiàn)。從而，本發(fā)明及其實(shí)施例不限于上述示例，而是可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于三電平整流器的開關(guān)分支，包括第一ニ極管(D1 ；D11, D12，D13)和第一半導(dǎo)體開關(guān)(SI ；S11, S12，S13)，串聯(lián)連接在正直流電壓電極(Udc+)和中性直流電壓電極(NP)之間；第二ニ極管(D2 ；D21, D22，D23)和第二半導(dǎo)體開關(guān)(S2 ；S21, S22，S23)，串聯(lián)連接在負(fù)直流電壓電極(Udc-)和中性直流電壓電極(NP)之間 ’以及晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)和第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)，串聯(lián)連接在所述第一二極管和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)與所述第二ニ極管和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)之間，其中，所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)和所述第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)之間的連接點(diǎn)連接至所述開關(guān)分支的交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)，其特征在于所述第一ニ極管(D1 ；D11, D12，D13)和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)(SI ；S11, S12，S13)屬于特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(10);以及所述第二ニ極管(D2 ；D21, D22，D23)和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)(S2 ；S21, S22，S23)屬于特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)連接在所述第一二極管和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間；以及所述第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)連接在所述第ニニ極管和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)連接在所述第ニニ極管和所述第二半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間；以及所述第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)連接在所述第一二極管和所述第一半導(dǎo)體開關(guān)之間的所述連接點(diǎn)與所述開關(guān)分支的所述交流電壓電極(AC ；AC1, AC2，AC3)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任意一項(xiàng)所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)和所述第三ニ極管(D3 ；D31, D32，D33)屬于特定于第三開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(30)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中的任意一項(xiàng)所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述開關(guān)分支還包括第四ニ極管(D4 ;D41，D42，D43)，與所述第一半導(dǎo)體開關(guān)(SI ；S11, S12, S13)并聯(lián)連接；以及第五ニ極管(D5 ;D51，D52，D53)，與所述第二半導(dǎo)體開關(guān)(S2 ；S21, S22, S23)并聯(lián)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述第四ニ極管(D4 ;D41，D42，D43)屬于所述特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(10);以及所述第五ニ極管(D5 ；D51, D52, D53)屬于所述特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的任意一項(xiàng)所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述開關(guān)分支還包括第三半導(dǎo)體開關(guān)(S3)，與所述第一ニ極管并聯(lián)連接；以及第四半導(dǎo)體開關(guān)(S4)，與所述第二ニ極管并聯(lián)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述第三半導(dǎo)體開關(guān)(S3)屬于所述特定于第一開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(10);以及所述第四半導(dǎo)體開關(guān)(S4)屬于所述特定于第二開關(guān)分支的半導(dǎo)體模塊(20)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中的任意一項(xiàng)所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述開關(guān)分支還包括控制裝置(100)，所述控制裝置(100)被布置為在整流器中間電路的充電期間響應(yīng)于所述整流器中間電路的電壓和所述整流器的供電電壓改變所述晶閘管(Τ ；T1, Τ2，Τ3)的控制角。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述控制裝置(100)被布置為響應(yīng)于所述整流器中間電路的電壓值和所述整流器的供電電壓值的比值或差改變所述晶閘管(τ ；Τ1, Τ2，Τ3)的控制角。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至8中的任意一項(xiàng)所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述開關(guān)分支還包括充電裝置( , Rl,ん)，用于對(duì)所述整流器中間電路進(jìn)行充電；以及控制裝置(100)，被布置為在所述整流器中間電路的充電期間將所述晶閘管(T;T1，Τ2，Τ3)控制為非導(dǎo)通狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中的任意一項(xiàng)所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述控制裝置(100)被布置為在所述整流器中間電路不充電時(shí)將所述晶閘管(Τ ;Τ1，Τ2，Τ3)控制為ニ極管模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中的任意一項(xiàng)所述的用于三電平整流器的開關(guān)分支，其特征在于所述控制裝置(100)被布置為響應(yīng)于檢測(cè)到的故障狀態(tài)將所述晶閘管(Τ ；Τ1, Τ2，Τ3)控制為非導(dǎo)通狀態(tài)。
14.ー種包括三個(gè)根據(jù)權(quán)利要求I至13中的任意一項(xiàng)所述的開關(guān)分支的三相三電平整流器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的整流器，其特征在于互連每個(gè)開關(guān)分支的所述正直流電壓電極(Udc+)，互連每個(gè)開關(guān)分支的所述負(fù)直流電壓電極(Udc-)，以及互連每個(gè)開關(guān)分支的所述中性直流電壓電極(NP )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于三電平整流器的開關(guān)分支以及三相三電平整流器，所述用于三電平整流器的開關(guān)分支包括第一二極管D1和第一半導(dǎo)體開關(guān)S1，串聯(lián)連接在正直流電壓電極Udc+和中性直流電壓電極NP之間；第二二極管D2和第二半導(dǎo)體開關(guān)S2，串聯(lián)連接在負(fù)直流電壓電極Udc-和中性直流電壓電極NP之間；以及晶閘管T和第三二極管D3，以如下方式串聯(lián)連接在第一二極管和第一半導(dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)與第二二極管和第二半導(dǎo)體開關(guān)之間的連接點(diǎn)之間晶閘管T和第三二極管D3之間的連接點(diǎn)連接至開關(guān)分支的交流電壓電極AC。
文檔編號(hào)H02M7/12GK102832831SQ20121019902
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者泰勒·維塔寧 申請(qǐng)人:Abb公司