專利名稱：帶有分布式儲(chǔ)能器的變流電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種權(quán)利要求1前序部分所述的變流電路。
技術(shù)背景DE 101 03 031 Al中公開(kāi)過(guò)這種類型的變流電路，圖l對(duì)這種變流電路 的等效電路圖進(jìn)行了詳細(xì)圖示。如這個(gè)等效電路圖所示，這種已知的變流電 路具有三個(gè)都用IOO表示的相位模塊。這些相位模塊100的直流電壓端分別 與正、負(fù)極直流電壓母線P。和N。導(dǎo)電相連。這兩根直流電壓母線P。和N。之 間存在一個(gè)未標(biāo)注參考符號(hào)的直流電壓。每個(gè)相位^^莫塊100均具有一個(gè)上部 變流閥Tl、 T3、 T5和一個(gè)下部變流閥T2、 T4、 T6。這些變流閥Tl至T6中 的任何一個(gè)都具有一定數(shù)量的彼此串聯(lián)的兩極子系統(tǒng)11 。這個(gè)等效電路圖對(duì) 其中的四個(gè)子系統(tǒng)11進(jìn)行了圖示。也可用兩極子系統(tǒng)12 (圖3)代替兩極 子系統(tǒng)ll (圖2)。每個(gè)相位模塊100的兩個(gè)變流閥Tl和T2、 T3和T4、 T5 和T6之間的連接點(diǎn)構(gòu)成這個(gè)相位模塊100的交流電壓端接點(diǎn)Ll、 L2、 L3。 由于這個(gè)示意圖中的變流電路具有三個(gè)相位模塊100,因而可在這些相位模 塊的交流電壓端接點(diǎn)L1、 L2和L3(又稱"負(fù)載端子")上連接三相負(fù)載，例 力口工片目《;;危電動(dòng)才;L。圖2對(duì)兩極子系統(tǒng)11的已知實(shí)施方式的等效電路圖進(jìn)行了詳細(xì)圖示。 圖3所示的電路布置圖是一種就功能而言完全等效的實(shí)施方案，同樣也是DE 101 03 031 Al中所公開(kāi)的實(shí)施方案。這些已知的兩極子系統(tǒng)11和12分別 具有兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和3、 5和7,兩個(gè)二才及管2和4、 6和8以及一 個(gè)單極存儲(chǔ)電容器9、 10。兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和3、 5和7彼此串聯(lián)，這電容器9、 10并聯(lián)。每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和3、 5和7 分別與兩個(gè)二極管2和4、 6和8中的一個(gè)并聯(lián)，且其連接方式使得二極管 與對(duì)應(yīng)的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1、 3、 5或7反向并聯(lián)。子系統(tǒng)ll、 12的單極存 儲(chǔ)電容器9或者由一個(gè)電容器構(gòu)成，或者由多個(gè)這種電容器構(gòu)成的一個(gè)總電 容為C。的電容器組構(gòu)成?？蓴喟雽?dǎo)體開(kāi)關(guān)1、 5的發(fā)射極與二極管2、 6的陽(yáng) 極之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng)11、 12的接線端子X(jué)1。兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1 和3與兩個(gè)二極管2和4之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng)11的第二接線端子X(jué)2。 可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)5的集電極端子與二極管6的陰極之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng) 12的第二接線端子X(jué)2。在附圖所示的兩個(gè)子系統(tǒng)11和12的實(shí)施方式中，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和 3用的都是如圖2和圖3所示的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)。也可使用M0S 場(chǎng)效應(yīng)晶體管(也稱為"M0SFET，，)。此外還可將門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(又稱"GT0 晶閘管")或集成門(mén)極換向晶閘管(IGCT)用作可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和3。根據(jù)DE 101 03 031 Al所述，可將圖1所示的變流電路的任何一個(gè)相 位模塊100的子系統(tǒng)11、 12控制在操:作狀態(tài)I和II。當(dāng)子系統(tǒng)ll、 12處于 操作狀態(tài)I時(shí)，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)l、 5接通，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)3、 7斷開(kāi)。在 此情況下，子系統(tǒng)ll、 12的接線端子X(jué)2和X1間的端電壓IU等于零。當(dāng)子 系統(tǒng)ll、 12處于操作狀態(tài)II時(shí)，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)l、 5斷開(kāi)，可斷半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)3、 7接通。在此情況下，子系統(tǒng)ll、 12的接線端子X(jué)2和X1間的端電壓 lU等于存儲(chǔ)電容器9、 10上的電容器電壓Uc。如圖1中的變流電路的等效電路圖所示，這種變流電路的每個(gè)相位模塊 100均具有八個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12，每四個(gè)兩極子系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)變流閥，分 別為T(mén)l、 T2，或T3、 T4,或T5、 T6，這些兩極子系統(tǒng)通過(guò)其接線端子X(jué)I 和X2彼此串聯(lián)。串聯(lián)兩極子系統(tǒng)ll、 12的數(shù)量一方面與兩個(gè)直流電壓母線 P。和N。之間的直流電壓有關(guān)，另一方面與所用的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1、 3、 5和 7有關(guān)。此外，交流電壓端接點(diǎn)L1、 L2、 L3上的正弦交流電壓與正弦曲線的相符度，也對(duì)兩極子系統(tǒng)的數(shù)量具有一定影響。為了建構(gòu)和使用如圖l所示的變流電路，需要用適當(dāng)?shù)碾娐穼?duì)每個(gè)兩極子系統(tǒng)ll、 12的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和3、 5和7進(jìn)行控制，以及檢測(cè)兩極子 系統(tǒng)ll、 12的各種測(cè)量值(例如存儲(chǔ)電容器9、 10上各自的電容器電壓Uc), 并將其傳輸給上級(jí)變流器控制裝置。為此，每個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12均具有 一個(gè)電子設(shè)備，為清晰起見(jiàn)，顯示子系統(tǒng)11和12的圖2和圖3并未對(duì)這個(gè) 電子設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)圖示。這個(gè)電子設(shè)備(下稱"電子模塊")承擔(dān)以下任務(wù)—與上級(jí)變流器控制裝置之間的雙向通訊_檢測(cè)各種測(cè)量值和狀態(tài)信號(hào)或故障信號(hào)—控制可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和3、 5和7一對(duì)所有接收到的和發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行處理。此外，如果兩極子系統(tǒng)11、 12的電子模塊進(jìn)行工作所需的能量直接輸 出自這個(gè)兩極子系統(tǒng)的存儲(chǔ)電容器9、 10,這是有利的，但并不是必須采取 這種做法。如果在每個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12的電子;f莫塊和上級(jí)變流器控制裝 置之間設(shè)置兩個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)的光波導(dǎo)，就可實(shí)現(xiàn)電子模塊的零電位工作模 式。每個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12的電子模塊的基準(zhǔn)電位通常與兩極子系統(tǒng)的單 極存儲(chǔ)電容器9、 IO的負(fù)極相連。在為變流電路的相位模塊使用多個(gè)彼此串聯(lián)的兩極子系統(tǒng)11、 12的情 況下，子系統(tǒng)ll、 12通常采用同一種實(shí)施方式。也就是iJL,圖1所示的變 流電路相位模塊100中的子系統(tǒng)或者采用圖2所示的實(shí)施方式，或者采用圖 3所示的實(shí)施方式。在圖1所示的三相變流電路中，須在上級(jí)變流器控制裝 置和二十四個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12之間布置四十八個(gè)光波導(dǎo)。如果每個(gè)變流系統(tǒng)T1.....T6都多使用一個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12，就需要多布置十二個(gè)光波導(dǎo)。為了減少這方面的投入，就須減少每個(gè)變流閥T1.....T6中的電子模塊的數(shù)量。舉例而言，通過(guò)下述方式可以實(shí)現(xiàn)這種精簡(jiǎn)，即將兩個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12整合成一個(gè)子系統(tǒng)模塊，再將兩個(gè)電子模塊整合成一個(gè)電子模塊。在為至少兩個(gè)整合成一個(gè)子系統(tǒng)模塊的兩極子系統(tǒng)11、 12使用一個(gè)電子模塊的情況下，會(huì)產(chǎn)生如何為這個(gè)電子模塊提供能量的問(wèn)題。如果僅從至少兩個(gè)整合成一個(gè)子系統(tǒng)模塊的兩極子系統(tǒng)11、 12的一個(gè)單極存儲(chǔ)電容器 輸出電子模塊所需的能量，這種能量供應(yīng)就是不對(duì)稱的。其結(jié)果是，同樣增 加了在對(duì)整合在一起的子系統(tǒng)11、 12的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)1和3、 5和7進(jìn)行 控制以及在對(duì)電容器電壓Uc進(jìn)行;險(xiǎn)測(cè)時(shí)進(jìn)行電位分離的開(kāi)銷，此外還需進(jìn)行 非常不利的不對(duì)稱電壓分配。通過(guò)將至少兩個(gè)兩極子系統(tǒng)11、 12整合成一個(gè)子系統(tǒng)模塊，可將所用 光波導(dǎo)的數(shù)量減半，但同時(shí)也須進(jìn)行開(kāi)銷更高的電位分離和不對(duì)稱的能量供 應(yīng)。在此情況下，每?jī)蓚€(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的子系統(tǒng)被一個(gè)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的子系統(tǒng)模 塊所代替。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于變流電路的兩極子系統(tǒng)，借助于這 種兩極子系統(tǒng)不僅可以避免上述缺點(diǎn)，還可降低這樣一種變流電路的建構(gòu)難 度。根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)權(quán)利要求1至4所述的特征而達(dá)成。 根據(jù)本發(fā)明，如果將四個(gè)帶有反向并聯(lián)二極管的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)與兩個(gè) 單極電容器相連，就可用同一個(gè)電子模塊對(duì)這些可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制以 及對(duì)電容器電壓進(jìn)行檢測(cè)，而無(wú)需進(jìn)行開(kāi)銷更高的電位分離。此外還可進(jìn)行 對(duì)稱的能量輸出。本發(fā)明的這種子系統(tǒng)對(duì)外具有兩個(gè)接線端子和兩個(gè)用于連 接兩個(gè)光波導(dǎo)的端子。因此，本發(fā)明的子系統(tǒng)就連接技術(shù)而言相當(dāng)于一個(gè)已 知子系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)這個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行控制而使其兩個(gè)接線端子間產(chǎn)生一個(gè) 端電壓，這個(gè)端電壓具有四個(gè)位勢(shì)級(jí)，而不是像傳統(tǒng)子系統(tǒng)的端電壓那樣只 能達(dá)到兩個(gè)位勢(shì)級(jí)。在此情況下，只需使用已知的變流電路實(shí)施方式中的一 半子系統(tǒng)數(shù)量就可實(shí)現(xiàn)一種適用于預(yù)定高壓的變流電路，其中，所需光波導(dǎo)的H量也相應(yīng)減半。


下面借助附圖和附圖所示的本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)的多種實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，其中圖1為已知的帶有分布式儲(chǔ)能器的變流電路的等效電路圖；圖2和圖3分別為已知的兩極子系統(tǒng)的第一和第二實(shí)施方式的等效電路圖的詳細(xì)圖示；圖4為本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)的第一實(shí)施方式的等效電路圖； 圖5為本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)的第二實(shí)施方式的等效電路圖； 圖6為本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)的第三賣(mài)施方式的等效電路圖；以及 圖7為本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)的第四實(shí)施方式的等效電路圖。
具體實(shí)施方式
圖4對(duì)本發(fā)明的子系統(tǒng)14的第一實(shí)施方式的等效電路圖進(jìn)行了詳細(xì)圖 示。本發(fā)明的這種兩極子系統(tǒng)14具有四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、 23、 25和27, 四個(gè)二極管22、 24、 26和28,兩個(gè)單極電容器29和30以及一個(gè)電子i殳備 32(下稱"電子模塊32")。四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、 23、 25和27彼此串聯(lián)。 每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、 23、 25和27分別與一個(gè)二極管22、 24、 26和28 反向并聯(lián)。每?jī)蓚€(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和23、 25和27分別與一個(gè)單極電容 器29、 30并聯(lián)。這個(gè)子系統(tǒng)14的單極電容器29、 30或者由一個(gè)電容器構(gòu) 成，或者由多個(gè)這種電容器構(gòu)成的一個(gè)總電容為C。的電容器組構(gòu)成。兩個(gè)可 斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和23與兩個(gè)二極管22和24之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng)14 的第二接線端子X(jué)2。兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)25和27與兩個(gè)二極管26和28 之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng)14的第一接線端子X(jué)l?？蓴喟雽?dǎo)體開(kāi)關(guān)23的發(fā)射 極、可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)25的集電極、二極管24的陽(yáng)極、二極管26的陰極、 單極電容器29的負(fù)極端子與單極電容器30的正極端子之間的連接點(diǎn)構(gòu)成一 個(gè)公共電位P。，這個(gè)公共電位與電子模塊32的基準(zhǔn)電位端子M導(dǎo)電相連。9這個(gè)電子模塊32與一個(gè)此處未詳細(xì)圖示的上級(jí)變流器控制裝置之間存在可
以傳輸信號(hào)的連接，這種連接通過(guò)兩個(gè)光波導(dǎo)34和36而實(shí)現(xiàn)。公共電位P。 用作電子模塊32的基準(zhǔn)電位。原則上基準(zhǔn)電位應(yīng)該選擇不會(huì)對(duì)可斷半導(dǎo)體 開(kāi)關(guān)21、 23、 25和27的驅(qū)動(dòng)模塊或這些可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、 23、 25和27
的模塊外殼的驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生過(guò)高電壓應(yīng)力的電位。
本發(fā)明的這種子系統(tǒng)14可在四種操作狀態(tài)I 、 II、 ni和iv之間轉(zhuǎn)換。 當(dāng)子系統(tǒng)14處于操作狀態(tài)I時(shí)，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和25接通，可斷半導(dǎo) 體開(kāi)關(guān)23和27斷開(kāi)。在此情況下，子系統(tǒng)14的接線端子X(jué)2和XI間的端 電壓U^等于電容器29上的電容器電壓Uc。當(dāng)子系統(tǒng)14處于操作狀態(tài)II時(shí)， 可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和27接通，而可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)23和25斷開(kāi)。在此情況 下，子系統(tǒng)14的端電壓Un,相當(dāng)于單極電容器29和30上的電容器電壓Uc 的總和。當(dāng)子系統(tǒng)14處于操作狀態(tài)III時(shí)，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)23和25接通， 可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和27斷開(kāi)。在此情況下，子系統(tǒng)14的端電壓Um等于零。 當(dāng)子系統(tǒng)14處于操作狀態(tài)IV時(shí)，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)23和27接通，而可斷半 導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和25斷開(kāi)。在此情況下，子系統(tǒng)14的端電壓Um從位勢(shì)級(jí)"零" 轉(zhuǎn)換到單極電容器30上的位勢(shì)級(jí)"電容器電壓Ue"。當(dāng)子系統(tǒng)14處于操作 狀態(tài)I或IV時(shí)，儲(chǔ)能器29或30根據(jù)具體的端電流方向吸收或釋放能量。當(dāng) 子系統(tǒng)14處于操作狀態(tài)II時(shí)，電容器29和30根據(jù)具體的端電流方向吸收 或釋放能量。當(dāng)子系統(tǒng)14處于搡作狀態(tài)m ("零")時(shí)，電容器29和30中 的能量保持恒定不變。因此，就功能方面而言，本發(fā)明的這種子系統(tǒng)14相 當(dāng)于已知子系統(tǒng)11與已知子系統(tǒng)12的串聯(lián)連接。但本發(fā)明的子系統(tǒng)14并 不具有這種串聯(lián)連接的缺點(diǎn)。
此外，在兩個(gè)已知子系統(tǒng)11和12彼此串聯(lián)的情況下，每個(gè)子系統(tǒng)11 和12均具有一個(gè)自有基準(zhǔn)電位和一個(gè)自有電子模塊。如果只需使用其中一 個(gè)電子模塊，并且只需從一個(gè)相應(yīng)的電容器中輸出這個(gè)電子模塊所需的能 量，這種能量輸出就會(huì)不對(duì)稱，還會(huì)引起不對(duì)稱的電壓分配。除此之外，在控制可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)和檢測(cè)電容器電壓時(shí)還須進(jìn)行更大開(kāi)銷的電位分離。而 本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)14中則不會(huì)出現(xiàn)這些缺點(diǎn)。
圖5顯示的是本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)16的第二實(shí)施方式的等效電路圖。 這個(gè)子系統(tǒng)16與圖4所示的子系統(tǒng)14之間的區(qū)別在于，四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)21和23、 25和27只是兩兩串聯(lián)。與子系統(tǒng)14一樣，每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)21、 23、 25和27分別與一個(gè)二極管22、 24、 26和28反向并聯(lián)。每?jī)蓚€(gè) 彼此串聯(lián)的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)又分別與一個(gè)單極電容器29、 30并聯(lián)?？蓴喟?導(dǎo)體開(kāi)關(guān)23的發(fā)射極、二極管24的陽(yáng)極與單極電容器29的負(fù)極端子之間 的連接點(diǎn)與兩個(gè)彼此串聯(lián)的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)25和27之間的連接點(diǎn)導(dǎo)電相 連。這一連接點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)公共電位P。，這個(gè)公共電位與電子模塊32的基準(zhǔn) 電位端子M導(dǎo)電相連。此外，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)27的發(fā)射極、二極管28的陽(yáng) 極與單極電容器30的負(fù)極端子之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng)16的接線端子X(jué)I。 因此，就功能方面而言，子系統(tǒng)16的這種實(shí)施方式相當(dāng)于兩個(gè)彼此串聯(lián)的 已知子系統(tǒng)11。除了將電容器29的負(fù)極端子用作電子模塊32的基準(zhǔn)電位夕卜， 也可將其他的端子用作基準(zhǔn)電位。原則上，此處的基準(zhǔn)電位也應(yīng)選擇不會(huì)對(duì) 可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、 23、 25和27或它們的模塊外殼的驅(qū)動(dòng)模塊產(chǎn)生過(guò)高電 壓應(yīng)力的電4立。
本發(fā)明的兩極子系統(tǒng)18的第三實(shí)施方式與圖5所示的子系統(tǒng)16相同， 四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和23、 25和27也是兩兩串聯(lián)。與子系統(tǒng)16不同的 是，兩個(gè)彼此串聯(lián)的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和23之間的連接點(diǎn)與可斷半導(dǎo)體開(kāi) 關(guān)25的集電極、二極管26的陰極和電容器30的正極端子之間的連接點(diǎn)導(dǎo) 電相連。兩個(gè)彼此串聯(lián)的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)25和27之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng) 18的第一接線端子X(jué)I，可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21的集電極、二極管22的陰極和 電容器29的正極端子之間的連接點(diǎn)則構(gòu)成子系統(tǒng)18的第二接線端子X(jué)2。與 子系統(tǒng)16 —樣，此處也是將單極電容器29的負(fù)極端子設(shè)置為子系統(tǒng)18的 電子模塊32的基準(zhǔn)電位。就功能方面而言，子系統(tǒng)18相當(dāng)于兩個(gè)已知子系統(tǒng)12的串聯(lián)連接。
在圖7所示的兩極子系統(tǒng)20的等效電路圖中，四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21 和23、 25和27同樣是兩兩串聯(lián)，其中，每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21、…、27 分別與一個(gè)二極管22、 24、 26和28反向并聯(lián)。每?jī)蓚€(gè)彼此串聯(lián)的可斷半導(dǎo) 體開(kāi)關(guān)21和23、 25和27分別與一個(gè)電容器29、 30并聯(lián)。兩個(gè)彼此串聯(lián)的 可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21和23之間的連接點(diǎn)與兩個(gè)彼此串聯(lián)的可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)25 和27之間的連接點(diǎn)導(dǎo)電相連。可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)21的集電極、二極管22的 陰極和電容器29的正極端子之間的連接點(diǎn)則構(gòu)成子系統(tǒng)20的第二接線端子 X2。可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)27的發(fā)射極、二極管28的陽(yáng)極與電容器30的負(fù)極端 子之間的連接點(diǎn)構(gòu)成子系統(tǒng)20的第一接線端子X(jué)1。就功能方面而言，子系 統(tǒng)20相當(dāng)于已知子系統(tǒng)12與已知子系統(tǒng)11的串聯(lián)連接。
通過(guò)用本發(fā)明所提供的方法對(duì)驅(qū)動(dòng)和能源技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的高壓變流電路 的子系統(tǒng)14、 16、 18和20進(jìn)行上述建構(gòu)，可將已知的由多個(gè)串聯(lián)子系統(tǒng)構(gòu) 成的高壓變流電路與上級(jí)變流器控制裝置之間的光波導(dǎo)的數(shù)量減半。可對(duì)每 個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行控制，使其接線端子X(jué)2、 XI間存在一個(gè)可達(dá)到四種不同位勢(shì) 級(jí)的端電壓U^。就傳統(tǒng)子系統(tǒng)11和12而言，只有將兩個(gè)子系統(tǒng)11和12、 12和12、 11和11或者12和11串聯(lián)，才能實(shí)現(xiàn)這種端電壓UX21。與兩個(gè)已 知子系統(tǒng)11和12的單純串聯(lián)(兩個(gè)已知子系統(tǒng)11和12布置在一個(gè)模塊中) 相比，本發(fā)明的子系統(tǒng)14、 16、 18或20只需要一個(gè)電子模塊32，此外，還 可以用電容器29和30為這個(gè)電子模塊進(jìn)行對(duì)稱的能量供應(yīng)。在此情況下， 就節(jié)省了在控制和在檢測(cè)電容器電壓Uc時(shí)進(jìn)行電位分離所帶來(lái)的額外開(kāi)銷。
權(quán)利要求
1.一種具有至少一個(gè)相位模塊(100)的變流電路，所述相位模塊(100)具有上部和下部變流閥(T1，...，T6)，其中，每個(gè)變流閥(T1，...，T6)均具有至少一個(gè)兩極子系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)兩極子系統(tǒng)(14)均具有四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)、四個(gè)二極管(22，24，26，28)、兩個(gè)單極存儲(chǔ)電容器(29，30)和一個(gè)電子設(shè)備(32)，每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)分別與一個(gè)二極管(22，24，26，28)反向并聯(lián)，所述四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)彼此串聯(lián)，所述兩個(gè)單極存儲(chǔ)電容器(29，30)彼此串聯(lián)，并且，由所述單極存儲(chǔ)電容器構(gòu)成的串聯(lián)連接與所述可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)構(gòu)成的串聯(lián)連接并聯(lián)，每?jī)蓚€(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)之間的連接點(diǎn)構(gòu)成所述兩極子系統(tǒng)(14)的一個(gè)接線端子(X2，X1)，所述兩個(gè)串聯(lián)存儲(chǔ)電容器(29，30)之間的連接點(diǎn)與所述電子設(shè)備(32)的基準(zhǔn)電位端子(M)導(dǎo)電相連。
2. —種具有至少一個(gè)相位模塊(100)的變流電路，所述相位模塊(IOO) 具有上部和下部變流閥(T1, T6),其中，每個(gè)變流閥(Tl， ...， T6) 均具有至少 一 個(gè)兩極子系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)兩極子系統(tǒng)(16)均具有四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23, 25, 27 )、 四個(gè)二極管(22, 24, 26， 28)、兩個(gè)單極存儲(chǔ)電容器(29, 30 )和一個(gè)電 子設(shè)備(32),每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21， 23， 25， 27)分別與一個(gè)二極管 (22, 24, 26， 28)反向并聯(lián)，每?jī)蓚€(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23, 25, 27 ) 彼此串聯(lián)，每個(gè)由所述可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)連接分別與一個(gè)單極存儲(chǔ) 電容器(29， 30)并聯(lián)，構(gòu)成第一串聯(lián)連接的兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21， 23) 之間的連接點(diǎn)構(gòu)成所述兩極子系統(tǒng)(16)的一個(gè)接線端子(X2)，構(gòu)成第二串聯(lián)連接的兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(25， 27)中的第二可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(27) 的發(fā)射極構(gòu)成所述兩極子系統(tǒng)(16)的另一接線端子(XI )，構(gòu)成第二串聯(lián) 連接的兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(25， 27)之間的連接點(diǎn)與構(gòu)成第一串聯(lián)連接的 兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23)中的第二可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(23)的發(fā)射極導(dǎo) 電相連，這個(gè)連接點(diǎn)與所述電子設(shè)備(32)的基準(zhǔn)電位端子(M)導(dǎo)電相連。
3. —種具有至少一個(gè)相位模塊(100)的變流開(kāi)關(guān)，所述相位模塊(IOO) 具有上部和下部變流閥(Tl， ...， T6)，其中，每個(gè)變流閥(T1, T6) 均具有至少一個(gè)兩極子系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)兩極子系統(tǒng)(18)均具有四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21， 23， 25, 27 )、 四個(gè)二極管(22, 24， 26， 28)、兩個(gè)單極存儲(chǔ)電容器(29, 30 )和一個(gè)電 子設(shè)備(32)，每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23， 25, 27 )分別與一個(gè)二極管 (22, 24, 26, 28 )并聯(lián)，每?jī)蓚€(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21， 23， 25, 27 )彼此 串聯(lián)，每個(gè)由所述可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)連接分別與一個(gè)單極存儲(chǔ)電容 器(29， 30)并聯(lián)，構(gòu)成第二串聯(lián)連接的兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(25, 27 )之 間的連接點(diǎn)構(gòu)成所述兩極子系統(tǒng)(18)的一個(gè)接線端子(XI),構(gòu)成第一串 聯(lián)連接的兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23)中的第一可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21)的 集電極構(gòu)成所述兩極子系統(tǒng)(18)的另一接線端子(X2)，構(gòu)成第一串聯(lián)連 接的兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23)之間的連接點(diǎn)與構(gòu)成第二串聯(lián)連接的兩 個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(25， 27)中的第一可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(")的集電極導(dǎo)電 相連，這個(gè)連接點(diǎn)與所述電子設(shè)備(32)的基準(zhǔn)電位端子(M)導(dǎo)電相連。
4. 一種具有至少一個(gè)相位模塊(100)的變流電路，所述相位模塊(IOO) 具有上部和下部變流閥(T1, T6)，其中，每個(gè)變流閥(Tl， ...， T6) 均具有至少一個(gè)兩極子系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)兩極子系統(tǒng)(20)均具有四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(n, 23, 25， 27)、四個(gè)二極管(22， 24, 26， 28)、兩個(gè)單極存儲(chǔ)電容器(29, 30 )和一個(gè)電 子設(shè)備(32),每個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23， 25, 27 )分別與一個(gè)二極管 (22, 24, 26, 28 )反向并聯(lián)，每?jī)蓚€(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21， 23, 25, 27 ) 彼此串聯(lián)，每個(gè)由所述可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)連接分別與一個(gè)單極存儲(chǔ) 電容器(29, 30 )并聯(lián)，每個(gè)串聯(lián)連接中的兩個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23， 25， 27 )之間的連接點(diǎn)彼此相連，第一串聯(lián)連接中的第一可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21) 的集電極和第二串聯(lián)連接中的第二可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(27)的發(fā)射極分別構(gòu)成 所述兩極子系統(tǒng)(20)的一個(gè)接線端子(X2, XI),所述電子設(shè)備(32)的 基準(zhǔn)電位端子(M)與所述第一串聯(lián)連接中的第二可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(23)的 發(fā)射極導(dǎo)電相連。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的變流電路，其特征在于， 設(shè)置有用作可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21， 23, 25， 27)的絕緣柵雙極晶體管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的變流電路，其特征在于，設(shè)置有用作可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23, 25, 27 )的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的變流電路，其特征在于，設(shè)置有用作可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21， 23， 25, 27 )的門(mén)極可關(guān)斷晶閘管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的變流電路，其特征在于，設(shè)置有用作可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21, 23， 25， 27)的集成門(mén)極換向晶閘管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)相位模塊(100)的變流電路，所述相位模塊(100)具有上部和下部變流閥(T1，...，T6)，其中，每個(gè)變流閥(T1，...，T6)均具有至少一個(gè)兩極子系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)兩極子系統(tǒng)(14)均具有四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)、四個(gè)二極管(22，24，26，28)、兩個(gè)單極存儲(chǔ)電容器(29，30)和一個(gè)電子設(shè)備(32)，其中，所述四個(gè)可斷半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)彼此串聯(lián)，且分別與一個(gè)二極管(22，24，26，28)反向并聯(lián)，所述兩個(gè)單極存儲(chǔ)電容器(29，30)彼此串聯(lián)，且與所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(21，23，25，27)所構(gòu)成的串聯(lián)連接并聯(lián)，所述電子設(shè)備(32)的基準(zhǔn)電位端子(M)與一個(gè)公共電位(P₀)導(dǎo)電相連。借此可實(shí)現(xiàn)一個(gè)子系統(tǒng)(14)，所述子系統(tǒng)(14)的接線端子(X2，X1)上可產(chǎn)生一個(gè)具有四個(gè)位勢(shì)級(jí)的端電壓(U_X21)，這個(gè)子系統(tǒng)中只需布置一個(gè)電子設(shè)備(32)，且對(duì)該電子設(shè)備(32)的供能為對(duì)稱方式，此外，所述子系統(tǒng)(14)也無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜度更高的電位分離。
文檔編號(hào)H02M5/45GK101253675SQ200680031666
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2006年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
發(fā)明者馬克·希勒 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司