专利名称：电变频器，电转换器和电网耦合转换器的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及一种电转换器。尤其是，本发明涉及一种电变频器以及一种电网耦合转换器。
背景技术：
这种转换器已普遍知晓并且用于将驱动装置连接到能量供给网络或用于连接两个能量供给网络。此外，例如在DE 101 03 031 Al中公开了模块化地构建这种转换器。
发明内容
本发明的任务是提出一种电转换器，该电转换器拥有改进的模块化结构。本发明通过根据权利要求1或6所述的变频器、通过根据权利要求10所述的转换器以及通过根据权利要求12所述的电网耦合转换器来解决该任务。所有根据本发明的转换器具有模块开关的共同特征，该开关具有:第一串联电路，该第一串联电路由第一可控功率半导体器件和第一二极管构成；以及第二串联电路，该第二串联电路由第二二极管和第二可控功率半导体器件构成，其中第一功率半导体器件与第一二极管的连接点形成第一端子，而第二二极管与第二功率半导体器件的连接点形成模块开关的第二端子，其中模块开关具有电容器，并且其中第一串联电路和第二串联电路以及电容器彼此并联连接。所有根据本发明的转换器具有另外的共同特征，即至少两个这种模块开关形成串联电路，并且至少两个这种串联电路彼此并联连接。通过这些共同特征借助本发明提供了如下可能性:以简单方式使根据本发明的转换器与不同的应用匹配。根据本发明的转换器的模块化结构在此始终是类似的。仅仅通过另外的布线将模块化结构与所期望的各应用匹配。以此方式可以减小根据本发明的转换器的开销和成本。本发明的其他特征、应用可能性和优点从以下对本发明的实施例的描述中得到，这些实施例在相关的附图中示出。在此，所有所描述的或示出的特征本身而言或任意组合地形成本发明的主题，而与其在权利要求中的概述或者引用无关，以及与其在说明书或在附图中的表述或图示无关。
图1示出了模块开关的一个实施例的电路图，图2示出了在使用图1的模块开关情况下电变频器的一个实施例的电路图，图3示出了在使用图1的模块开关情况下具有二极管馈入的电变频器的一个实施例的电路图，图4示出了在使用图1的模块开关情况下利用电转换器的动态补偿的一个实施例的电路图，
图5示出了在使用图1的模块开关情况下电网耦合转换器的一个实施例的电路图，以及图6示出了在使用图1的模块开关情况下具有直流传输的电网耦合转换器的一个实施例的电路图。
具体实施例方式在图1中示出了模块开关10，该开关设计用于使用在电转换器或电变流器中。模块开关10也在未公开的德国专利申请10 2010 046 142.3中描述，在此方面引用该专利申请。模块开关10具有:第一串联电路，该第一串联电路由第一可控功率半导体器件Vl和第一二极管Dl构成；以及第二串联电路，该第二串联电路由第二二极管D2和第二可控功率半导体器件V2构成。这两个可控功率半导体器件V1、V2分别可以并联连接有反向连接的续流二极管。但明确地指出，续流二极管本身对于模块开关10的工作并非是必需的，即模块开关10在没有续流二极管的情况下也完全能够工作。然而在实践中，这种续流二极管设计用于保护功率半导体器件V1、V2。借助续流二极管可以防止在电流的电流方向不希望地反转时对功率半导体器件V1、V2的可能的损伤。此外，对于借助模块开关10构建的转换器的保护功能，续流二极管此外可以具有优点。在以下所描述的附图2至6中因此存在这种续流二极管。此外，这两个可控功率半导体器件V1、V2可以分别串联有同向连接的二极管，用于提高在相反方向上的截止能力的目的。模块开关10的功率半导体器件V1、V2和二极管的设计可以在考虑相应应用中出现的负载的情况下进行优化。功率半导体器件V1、V2和二极管在此也可以由多个并联和/或串联连接的器件构建。在第一串联电路中，第一功率半导体器件Vl的集电极和第一二极管Dl的正极彼此连接。该连接点称作第一端子11。在第二串联电路中，第二功率半导体器件V2的发射极和第二二极管D2的负极彼此连接。该连接点称作第二端子12。这两个串联电路彼此并联连接。由此，第一二极管Dl的负极与第二功率半导体器件V2的集电极连接，而第一功率半导体器件Vl的发射极与第二二极管D2的正极连接。电容器C与两个并联连接的串联电路并联连接。电容器C也可以构建为由多个并联和/或串联连接的电容器构成的电容器组。在电容器C上存在直流电压Ud。，而在这两个端子11、12之间存在端子电压ua。上述电压的方向在图1中说明。此外，电流i从第一端子11朝着第二端子12的方向流动。功率半导体器件V1、V2是可控开关，例如是晶体管，尤其是场效应晶体管，或是必要时带有所需的辅助电路的晶闸管，尤其是GTO晶闸管(GT0=gate turn off (栅极关断))，或者是 IGBT (IGBT=insulated gate bipolar transistor (绝缘栅双极型晶体管))或类似电子器件。根据功率半导体器件V1、V2的构型，功率半导体器件的端子可以具有不同的名称。上述的名称“集电极”和“发射极”涉及IGBT的示例性应用。电容器C可以单极性地构建。模块开关10可以具有四个状态:一当功率半导体器件V1、V2 二者都被关断(截止)时，则电流i从第一端子11流经二极管D1、电容器C并且流经二极管D2至第二端子12。电容器C被电流i充电，使得直流电压ud。变得更大。除了二极管Dl、D2上的电压降之外，端子电压Ua等于负的直流电压-ud。，即 Ua=-Udc。一当功率半导体器件V1、V2都被接通(导通)时，则电流i从第一端子11流经第一功率半导体器件Vl、电容器C并且流经第二功率半导体器件V2至第二端子12。电容器C被电流i放电，使得直流电压ud。变得更小。除了功率半导体器件V1、V2上的电压降之外，端子电压Ua等于正的直流电压ud。,即ua=ud。。一当第一功率半导体器件Vl被接通(导通)而第二功率半导体器件V2被关断(截止)时，则电流i从第一端子11流经第一功率半导体器件Vl和第二二极管D2至第二端子
12。在电容器C上的直流电压Ud。保持恒定。除了在第一功率半导体器件Vl和第二二极管D2上的电压降之外，端子电压Ua等于零，即ua=0。-当第一功率半导体器件Vl被关断(截止)而第二功率半导体器件V2被接通(导通)时，则电流i从第一端子11流经第一二极管Dl和第二功率半导体器件V2至第二端子
12。在电容器C上的直流电压Ud。保持恒定。除了在第一二极管Dl和第二功率半导体器件V2上的电压降之外，端子电压Ua等于零，即ua=0。通过模块开关10的电流i始终朝向相同的方向。该方向在此通过二极管Dl、D2预给定。端子电压Ua可以主要具有三个值,更确切地说，Ua=-Ud。或ua=ud。或ua=0。在电容器C上的直流电压Ud。可以变得更大或更小。模块开关10的两个最后阐述的状态(其中端子电压Ua等于零)可以被用于使功率半导体器件和二极管的负载均匀化的目的。在图2中示出了电变频器20，该变频器设置用于将电能量供给网络21与电驱动装置22耦合。尤其是电动机设置为电驱动装置22。但应指出的是，代替电动机也可以有任意其他类型的电的、尤其是电磁的负载。同样，也可以将发电机设置为驱动装置22。变频器20具有第一变流器23和第二变流器24，它们二者都三相地构建。在此，所基于的是，电驱动装置22被能量供给网络21施加以电能。第一变流器23因此具有整流功能并且以下也称作整流器，而第二变流器24具有逆变功能，并且也称作逆变器。这两个变流器23、24是多级或多点变流器，其在此情况下拥有五个工作点。应理解的是，这两个变流器23、24也可以配备有更多或更少的工作点和/或不同数目的工作点。此外，应理解的是，这两个变流器23、24也可以具有更多或更少的相，并且这两个变流器23,24也可以具有不同数目的相。在此，这两个变流器23、24分别由三个并联连接的串联电路25构建，其中串联电路25的每个都由四个串联连接的模块开关10构成。在变流器23中，每个开关10的端子11与分别设置在其下的开关10的端子12连接。在变流器24中，每个开关10的端子12与分别设置在其下的开关10的端子11连接。此外，整流器23的最上部的第一开关10的端子12与中间回路电感器26的其中一个端子连接，而最下部的第四开关10的端子11与中间回路电感器27的端子连接。逆变器24的最上部的第一开关10和最下部的第四开关10的端子12、11相应地与中间回路电感器26、27的另外的端子分别连接。
在这两个中间回路电感器26、27之间存在中间回路直流电压，通过该中间回路直流电压可以调节相关的中间回路电流的变化曲线。要指出的是，必要时也可以只有这两个中间回路电感器26、27之一。整流器23的三个串联电路25中每个的两个中间开关10的连接点分别通过电感器28与能量供给网络21的三个相之一连接。可替选地，三个电感器28也可以以变压器形式构建，必要时也可以构建为所谓的开放的变压器绕组。在最后提及的情况下，会需要整流器23的匹配。逆变器24的三个串联电路25的每个的两个中间开关10的连接点与电驱动装置22的三个相之一连接。在此尤其是基于的是，电驱动装置22具有与相有关的电感器。在电动机的情况下在此可以是其绕组。如曾阐述的那样，每个模块开关10的端子电压Ua主要可以具有三个状态=Ua=-Udc*ua=udc;*ua=0。由此，电驱动装置22的每个相的电压可以主要具有五个状态，更确切地说，-2udc 或-Udc 或 O 或 Udc 或 2udc。通过相应地激励整流器24的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，能量供给网络21的具有第一频率的交流电压被转换成中间回路直流电压。通过相应地激励逆变器25的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，中间回路直流电压被转换成施加在驱动装置22上的具有可预给定的第二频率的交流电压。如已提及的那样，电驱动装置22也可以是发电机。在此情况下，进行回馈，在回馈的情况下第二变流器24拥有整流功能而第一变流器23拥有逆变功能。中间回路电压改变其符号。通过相应地激励两个变流器23、24的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，由发电机产生的具有第一频率的交流电压被转换成在能量供给网络21上存在的具有可预给定的第二频率的交流电压。图2的变频器20是五点变流器。对三点变流器而言，与图2的不同在整流器23和逆变器24的串联电路25的每个中只需两个模块开关10。在图3中示出了电变频器30，该电变频器设计用于将电变压器31与电驱动装置32耦合。尤其是电动机设置为电驱动装置32。但应指出的是，代替电动机也可以有任意其他类型的电负载、尤其是电磁负载。变频器30具有逆变器33，该逆变器由三个并联连接的串联电路34构建，其中串联电路34的每个都由串联连接的四个模块开关10构成。开关10的每个的端子12与分别设置在其下的开关10的端子11连接。逆变器33三相地构建。应理解的是，逆变器33也可以具有更多或更少的相。变流器33是多级或多点变流器，其在此情况下拥有五个工作点。应理解的是，逆变器33也可以配备有更多或更少的工作点。此外，逆变器33的最上部的第一开关10的端子11与中间回路电感器35的其中一个端子连接，而最下部的第四开关10的端子12与中间回路电感器36的其中一个端子连接。中间回路电感器35、36的相应另一端子与多个整流器37的串联电路连接。整流器37的串联电路由此并联连接成逆变器33的串联电路34。
要指出的是，必要时也可以只有这两个中间回路电感器35、36之一。在此，存在四个整流器37。应理解的是，该数目也可以更小或更大。串联连接的整流器37的每个与变压器31的次级侧绕组38连接。在此于是存在四个次级侧绕组。此外，变压器31具有初级侧绕组39，该绕组例如可以与能量供给网络连接。变压器31尤其是三相地构建，但也可以具有更大或更小数目的相。整流器37可以分别是任意类型的电路，利用该电路可实施所谓的二极管馈入。这样可能的是，整流器37是桥式整流器，例如所谓的B2整流器。在B2整流器的情况下，各两个同相串联连接的二极管彼此并联连接，并且相应的两个二极管的连接点与相关的次级侧绕组的两个连接点中的相应一个连接。这两个串联电路的连接点于是形成B2整流器的连接点。同样可能的是，整流器37是三相整流器，例如所谓的B6整流器。应理解的是，也可以应用任意其他类型的整流器，例如半控或全控桥路等等。可替选地，也可以使用晶闸管桥路，例如所谓的B6晶闸管桥路。利用这种晶闸管桥路可以使能量流反向，即所谓的回馈。逆变器33的三个串联电路34的每个的两个中间开关10的连接点与电驱动装置32的三个相之一连接。在此尤其是基于的是，电驱动装置32具有与相有关的电感器。在电动机的情况下在此会涉及其绕组。如曾阐述的那样，每个模块开关10的端子电压Ua主要可以具有三个状态=Ua=-Udc*ua=udc;*ua=0。由此，电驱动装置32的每个相的电压可以主要具有五个状态，更确切地说，-2udc 或-Udc 或 O 或 Udc 或 2udc。从其上存在具有第一频率的交流电压的变压器31出发，借助整流器37在中间回路电感器35、36之间形成中间回路直流电压。由此可以通过相应地激励逆变器33的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，将通过变压器31预给定的中间回路直流电压转换成在驱动装置32上的具有可预给定的第二频率的交流电压。图3的变频器30是五点变流器。对三点变流器而言，与图3的不同在逆变器33的串联电路34的每个中只需两个模块开关10。在图4中示出了电变流器40，该电变流器设置用于将电能量供给网络41与电补偿部奉禹合。变流器40具有整流器43，该整流器由三个并联连接的串联电路44构建，其中串联电路44的每个都由四个串联连接的模块开关10构成。开关10的每个的端子11与分别设置在其下的开关10的端子12连接。整流器43三相地构建。应理解的是，整流器43也可以具有更多或更少的相。整流器43是多级或多点变流器，其在此情况下拥有五个工作点。应理解的是，整流器43也可以配备有更多或更少的工作点。此外，整流器43的最上部的第一开关10的端子12与电感器45的其中一个端子连接，而最下部的第四开关10的端子11与电感器45的另一端子连接。在电感器45上存在直流电压。
借助连接到中间回路上的电感器45实现变流器40可以用于动态补偿能量供给网络41中的无功功率。电流仅在一个方向上流经电感器45。电感器45上的电压可以借助变流器40正调节或负调节并且用于电流调节。整流器43的三个串联电路44的每个的两个中间开关10的连接点分别通过电感器46与能量供给网络41的三个相之一连接。可替选地，三个电感器46也可以以变压器形式构建，必要时也构建为所谓的开放式变压器绕组。在最后提及的情况下，会需要整流器43的匹配。通过相应地激励整流器43的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，能量供给网络41的交流电压被转换成电感器45上的直流电压。图4的变流器40是五点变流器。对三点变流器而言，与图4的不同在整流器43的串联电路44的每个中只需两个模块开关10。在图5中示出了电网耦合转换器50，其设置用于将两个具有不同的相数目的电能量供给网络51、52耦合。例如，第一能量供给网络51可以是常用的三相负载网络，而第二能量供给网络52可以是二相轨道网络(Bahnnetz)。负载网络在此通常拥有50Hz的第一频率而轨道网络通常拥有16.7Hz的第二频率。电网耦合转换器50具有第一变流器53和第二变流器54。在此，所基于的是，第二能量供给网络52由第一能量供给网络51提供以电能量。第一变流器53因此具有整流功能并且以下也称作整流器，而第二变流器54具有逆变功能，并且也称作逆变器。整流器53和逆变器54具有不同数目的相。整流器53在此三相地构建，而逆变器54在此二相地构建。应理解的是，整流器53和/或逆变器54也可以具有更多或更少的相。这两个变流器53、54是多级或多点变流器，其在此情况下拥有五个工作点。应理解的是，这两个变流器53、54也可以配备有更多或更少的工作点和/或不同数目的工作点。这两个变流器53、54分别由并联连接的串联电路55构建，其中串联电路55的数目分别对应于相关的相的数目。串联电路55的每个由四个串联连接的模块开关10构成。在变流器53中，开关10的每个的端子11与分别设置在其下的开关10的端子12连接。在变流器54中，开关10的每个的端子12与分别设置在其下的开关10的端子11连接。此外，整流器53的最上部的第一开关10的端子12与中间回路电感器56的其中一个端子连接，而最下部的第四开关10的端子11与中间回路电感器57的其中一个端子连接。逆变器54的最上部的第一开关10和最下部的第四开关10的端子11、12相应地与中间回路电感器56、57的相应另外的端子连接。在这两个中间回路电感器56、57之间存在中间回路直流电压。要指出的是，必要时也可以只有这两个中间回路电感器56、57之一。整流器53的三个串联电路55的每个的两个中间开关10的连接点与第一能量供给网络51的三个相之一连接。该连接可以通过变压器58进行，或必要时也可以通过相应的电感器进行。逆变器54的两个串联电路55的每个的两个中间开关10的连接点与第二能量供给网络52的两个相之一连接。该连接可以通过变压器59进行，或必要时也可以通过相应的电感器进行。
必要时，也可以只有这两个变压器58、59之一。如曾阐述的那样，每个模块开关10的端子电压Ua主要可以具有三个状态:ua=-ud。或ua=ud。或Ua=O。由此，每个相的电压可以主要具有五个状态，更确切地说，_2ud。或-ud。或O 或 Udc 或 2udc。通过相应地激励整流器53的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，第一能量供给网络21的具有第一频率的交流电压被转换成中间回路直流电压。通过相应地激励逆变器54的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，中间回路直流电压被转换成用于第二能量供给网络52的具有可预给定的第二频率的交流电压。应指出的是，在电网耦合转换器50中也可以在相反方向上进行能量流动。在此情况下，进行回馈，在回馈的情况下第二变流器54拥有整流功能而第一变流器53拥有逆变功能。中间回路电压改变其符号。通过相应地激励两个变流器53、54的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，在第二能量供给网络52上的具有第一频率的交流电压被转换成在第一能量供给网络51上存在的具有可预给定的第二频率的交流电压。图5的电网耦合转换器50是五点变流器。对三点变流器而言，与图5的不同在整流器53和逆变器54的串联电路55的每个中只需两个模块开关10。在图6中示出了电网耦合转换器60，该电网耦合转换器设置用于将两个电能量供给网络61、62利用其间设置的直流电流传递而耦合。电网耦合转换器60具有第一变流器63和第二变流器64。在此，所基于的是，第二能量供给网络62由第一能量供给网络61提供以电能量。第一变流器63因此具有整流功能并且以下也称作整流器，而第二变流器64具有逆变功能，并且因此也称作逆变器。这两个变流器63、64具有相同数目的相。整流器63和逆变器64在此三相地构建。应理解的是，整流器63和/或逆变器64也可以具有更多或更少的相，并且也可以具有不同数目的相。这两个变流器63、64是多级或多点变流器，其在此情况下拥有五个工作点。应理解的是，这两个变流器63、64也可以配备有更多或更少的工作点和/或不同数目的工作点。在此，整流器63和逆变器64分别由并联连接的串联电路65构建，其中串联电路65的数目分别对应于相关的相的数目。串联电路65的每个由四个串联连接的模块开关10构成。在整流器63中，开关10的每个的端子11与分别设置在其下的开关10的端子12连接。在逆变器64中，开关10的每个的端子12与分别设置在其下的开关的端子11连接。此外，整流器63的最上部的第一开关10的端子12与电感器66的其中一个端子连接，而最下部的第四开关10的端子11与电感器67的端子连接。逆变器64的最上部的第一开关10和最下部的第四开关10的端子11、12相应地与电感器68、69的另外的端子分别连接。电感器66的另外的端子通过电线路71与电感器68的另外的端子连接，而电感器67的另外的端子通过电线路72与电感器69的另外的端子连接。在这两个电线路71、72之间存在直流电压。在此尤其是涉及高电压，例如150kV。这两个线路的长度可以为数千米，例如100km。这两个线路71、72之一可以接地。以此方式实现了直流电流传输。应指出的是，这两个线路71、72的每个必要时也可以关联有两个电感器66、68或67,69的仅仅一个。必要时，当电线路71、72的自感系数足够大时，电感器66、68、67、69也
可以完全取消。整流器63的三个串联电路65的每个的两个中间开关10的连接点与第一能量供给网络61的三个相之一连接。该连接可以通过变压器74进行或必要时也可以通过相应的电感器进行。逆变器64的三个串联电路65的每个的两个中间开关10的连接点与第二能量供给网络62的三个相之一连接。该连接可以通过变压器75进行或必要时也可以通过相应的电感器进行。必要时，也可以只有这两个变压器74、75之一。如曾阐述的那样，每个模块开关10的端子电压Ua主要可以具有三个状态=Ua=-Udc或ua=ud。或Ua=O。由此，每个相的电压可以主要具有五个状态，更确切地说，_2ud。或-ud。或O 或 Udc 或 2udc。通过相应地激励整流器63的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，第一能量供给网络21的具有第一频率的交流电压被转换成直流电压。直流电压或相关的直流电流于是通过线路71、72来传输。通过相应地激励逆变器64的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，直流电压被转换成用于第二能量供给网络62的具有可预给定的第二频率的交流电压。应指出的是，在电网耦合转换器60中也可以在相反方向上进行能量流动。在此情况下，进行回馈，在回馈的情况下第二变流器64拥有整流功能而第一变流器63拥有逆变功能。通过相应地激励两个变流器63、64的各个模块开关10的功率半导体器件V1、V2，在第二能量供给网络62上存在的具有第一频率的交流电压被转换成直流电压并且通过线路71,72传输，以便随后转换成在第一能量供给网络61上存在的具有可预给定的第二频率的交流电压。图6的电网耦合转换器60是五点变流器。对三点变流器而言，与图6的不同在整流器63和逆变器64的串联电路65的每个中只需两个模块开关10。此外，要指出的是，也可以在没有电线路71、72的情况下设置图6的电网耦合转换器60。在此情况下，电网耦合转换器60是所谓的紧耦合。
权利要求
1.一种用于将电能量供给网络(21)与电驱动装置(22)耦合的电变频器(20)，具有:第一变流器(23)和第二变流器(23)，其中第一变流器(23)与能量供给网络(21)连接而第二变流器(24)与驱动装置(22)连接，其中这两个变流器(23，24)的每个都具有至少两个串联电路(25)，其中所述串联电路(25)的每个都具有至少两个模块开关(10)，其中所述模块开关(10)的每个都具有第一串联电路，该第一串联电路由第一可控功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)构成，以及具有第二串联电路，该第二串联电路由第二二极管(D2)和第二可控功率半导体器件(V2)构成，其中第一功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)的连接点形成所述模块开关(10)的第一端子(11 )，而第二二极管(D2)和第二功率半导体器件(V2)的连接点形成所述模块开关(10)的第二端子(12)，其中所述模块开关(10)具有电容器(C)，并且其中所述第一串联电路和所述第二串联电路和电容器(C)彼此并联连接。
2.根据权利要求1所述的变频器(20)，其中所述第一变流器(23)具有数目对应于能量供给网络(21)的相的数目的串联电路(25)，并且其中所述第二变流器(24)具有数目对应于驱动装置(22)的相的数目的串联电路(25)。
3.根据权利要求1或2之一所述的变频器(20)，其中在所述能量供给网络(21)上存在具有第一频率的交流电压，而在电驱动装置(22)上存在具有第二频率的交流电压。
4.根据权利要求1至3之一所述的变频器(20)，其中所述第一变流器(23)和第二变流器(24)通过至少一个中间回路电感器(26，27 )彼此连接。
5.根据权利要求1或4之一所述的变频器(20)，其中所述第一变流器(23)通过电感器(28)与所述能量供给网络(21)连接。
6.一种用于将电变压器(31)与电驱动装置(32)耦合的电变频器(30)，至少具有整流器(37 )和逆变器(33 )，其中整流器(37 )与变压器(31)连接而逆变器(33 )与驱动装置(32 )连接，其中逆变器(24 )具有至少两个串联电路(34 )，其中所述串联电路(34 )的每个都具有至少两个模块开关(10)，其中所述模块开关(10)的每个具有第一串联电路，第一串联电路由第一可控功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)构成；以及具有第二串联电路，该第二串联电路由第二二极管(D2)和第二可控功率半导体器件(V2)构成，其中第一功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)的连接点形成所述模块开关(10)的第一端子(11)，而第二二极管(D2)和第二功率半导体器件(V2)的连接点形成所述模块开关(10)的第二端子(12)，其中所述模块开关(10)具有电容器(C)，并且其中所述第一串联电路和所述第二串联电路和电容器(C)彼此并联连接。
7.根据权利要求1所述的变频器(30)，其中串联电路(34)的数目对应于驱动装置(32)的相的数目。
8.根据权利要求6或7之一所述的变频器(30)，其中所述变压器(31)和逆变器(33)通过至少一个中间回路电感器(35，36 )彼此连接。
9.根据权利要求6至8之一所述的变频器(30)，其中在所述变压器(31)上存在具有第一频率的交流电压，而在电驱动装置(32)上存在具有第二频率的交流电压。
10.一种用于将电能量供给网络(41)与电补偿部耦合的电转换器(40)，具有整流器(43)，其与能量供给网络(41)连接，以及具有电感器(45)，其与整流器(43)连接，其中整流器(43)具有数目对应于所述能量供给网络(41)的相的数目的串联电路(44)，其中所述串联电路(44)的每个具有至少两个模块开关(10)，其中所述模块开关(10)的每个具有第一串联电路，第一串联电路由第一可控功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)构成；以及具有第二串联电路，该第二串联电路由第二二极管(D2)和第二可控功率半导体器件(V2)构成，其中第一功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)的连接点形成所述模块开关(10)的第一端子(11 )，而第二二极管(D2)和第二功率半导体器件(V2)的连接点形成所述模块开关(10)的第二端子(12)，其中所述模块开关(10)具有电容器(C)，并且其中所述第一串联电路和所述第二串联电路和电容器(C)彼此并联连接。
11.根据权利要求10所述的转换器(40)，其中所述整流器(43)通过电感器(46)与所述能量供给网络(41)连接。
12.一种用于将第一电能量供给网络(51，61)与第二能量供给网络(52，62)耦合的电网耦合转换器(50，60)，具有:第一变流器(53，63)和第二变流器(54，64)，其中第一变流器(53)与第一能量供给网络(51，61)连接而第二变流器(54，64)与第二能量供给网络(52，62)连接，其中这两个变流器(53，54，63，64)的每个都具有至少两个串联电路(55，65)，其中所述串联电路(55，65)的每个都具有至少两个模块开关(10)，其中所述模块开关(10)的每个都具有第一串联电路，该第一串联电路由第一可控功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)构成，以及具有第二串联电路，该第二串联电路由第二二极管(D2)和第二可控功率半导体器件(V2)构成，其中第一功率半导体器件(Vl)和第一二极管(Dl)的连接点形成所述模块开关(10)的第一端子(11)，而第二二极管(D2)和第二功率半导体器件(V2)的连接点形成所述模块开关(10)的第二端子(12)，其中所述模块开关(10)具有电容器(C)，并且其中所述第一串联电路和所述第二串联电路和电容器(C)彼此并联连接。
13.根据权利要求12所述的电网耦合转换器(50，60)，其中所述第一变流器(53，63)具有数目对应于第一能量供给网络(51，62)的相的数目的串联电路(55，65)，并且其中所述第二变流器(54，64)具有数目对应于第二能量供给网络(52，62)的相的数目的串联电路(55，65)。
14.根据权利要求12或13之一所述的电网耦合转换器(50)，其中所述第一变流器`(53)和第二变流器(54)通过至少一个电感器(56，57)彼此连接。
15.根据权利要求12或13之一所述的电网耦合转换器(60)，其中所述第一变流器(63)和第二变流器(64)通过电线路(71，72)彼此连接。
16.根据权利要求15所述的电网耦合转换器(60)，其中线路(71，72)关联有至少一个电感器(66，67，68，69)。
全文摘要
描述了一种用于将电能量供给网络(21)与电驱动装置(22)耦合的电变频器(20)、电转换器和电网耦合转换器。设置有整流器(23)和逆变器(24)，其中整流器(23)与能量供给网络(21)连接而逆变器(24)与驱动装置(22)连接。整流器(23)和逆变器(24)分别具有至少两个串联电路(25)，并且串联电路(25)的每个都具有至少两个模块开关(10)。
文档编号H02M5/45GK103107712SQ20121044731
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月9日 优先权日2011年11月10日
发明者约尔格·詹宁 申请人:Ge能源电力转换有限公司