转换器的制作方法

文档序号:15742019发布日期:2018-10-23 22:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种转换器(10),所述转换器包括用于连接到直流网络(58)的第一直流端子(32)和第二直流端子(34),所述转换器(10)进一步包括连接在所述第一直流端子(32)与所述第二直流端子(34)之间的至少一个支路,所述或每个支路包括:

相元件(36),所述相元件具有多个开关元件(40)以及用于连接到交流网络(50)的至少一个交流端子,所述多个开关元件(40)配置成可切换以选择性地将所述相元件(36)的直流侧处的直流侧电压与所述相元件(36)的交流侧(42)处的交流侧电压互连,所述相元件(36)的每个开关元件(40)配置成具有正向电压阻断能力和反向电压阻断能力;以及

连接到所述相元件(36)的所述直流侧的至少一个直流侧子转换器(38、39),所述或每个直流侧子转换器(38、39)配置成能够作为电压合成器操作,

其中所述转换器(10)进一步包括控制器(60),所述控制器配置成选择性地控制所述或每个支路的所述相元件(36)的所述开关元件(40)的切换,并且配置成选择性地控制所述或每个支路的所述或每个直流侧子转换器(38、39)作为电压合成器的操作;并且

其中所述控制器(60)配置成控制所述或每个支路的所述相元件(36)的所述开关元件(40)的切换,以提供阻断电压以限制或阻断故障电流在所述交流网络(50)与所述直流网络(58)之间流动以及流动通过所述或每个支路。

2.根据权利要求1所述的转换器,其中所述或每个阻断电压配置成对抗所述或每个相元件(36)的所述交流侧(42)处的交流驱动电压,以便限制或阻断故障电流在所述交流网络(50)和所述直流网络(58)之间流动以及流动通过所述或每个支路。

3.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中所述控制器(60)配置成协调:所述或每个支路的所述相元件(36)的所述开关元件(40)的切换以提供阻断电压;以及所述直流侧子转换器(38、39)或者至少一个所述直流侧子转换器(38、39)的操作以便提供合成电压,使得所述阻断电压和所述合成电压的组合配置成限制或阻断故障电流在所述交流网络(50)与直流网络(58)之间流动以及流动通过所述或每个支路。

4.根据权利要求3所述的转换器,其中所述阻断电压和所述合成电压的组合配置成对抗所述或每个相元件(36)的所述交流侧(42)处的交流驱动电压,以便限制或阻断故障电流在所述交流网络(50)和直流网络(58)之间流动以及流动通过所述或每个支路。

5.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中所述或每个直流侧子转换器(38、39)包括至少一个模块(52),所述或每个模块包括与至少一个储能装置(56)连接的多个模块开关(54),并且所述或每个模块(52)中的所述多个模块开关(54)以及所述或每个储能装置(56)布置成可组合以选择性地提供电压源。

6.根据权利要求5所述的转换器,其中所述或每个直流侧子转换器(38、39)包括布置成限定链环转换器的多个串联连接模块(52)。

7.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中所述或每个支路的所述或每个直流侧子转换器(38、39)包括连接在所述第一直流端子(32)和第二直流端子(34)之间的至少一个模块(52),所述或每个模块(52)包括与至少一个储能装置(56)连接的多个模块开关(54),所述或每个模块(52)中的所述多个模块开关(54)以及所述或每个储能装置(56)布置成可组合以选择性地提供电压源,并且所述控制器(60)配置成控制连接在所述第一直流端子(32)与第二直流端子(34)之间的所述或每个模块(52)的所述模块开关(54)的切换,从而将连接在所述第一直流端子(32)与所述第二直流端子(34)之间的所述或每个模块(52)配置成形成所述第一直流端子(32)和第二直流端子(34)之间的短路或开路。

8.根据权利要求5到权利要求7中的任一权利要求所述的转换器,其中所述控制器(60)配置成控制所述或每个模块的所述模块开关(54)的切换,以选择性地将所述或每个对应储能装置(56)插入所述转换器(10)中,从而吸收储存在所述或每个相元件(36)的所述直流侧上的直流侧电感器中的感性电能。

9.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中所述控制器(60)配置成控制所述或每个相元件(36)的所述开关元件(40)的硬或软电流切换,以提供所述阻断电压。

10.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,包括多个支路,每个支路的所述相元件(36)可以经由所述或每个对应交流端子连接到多相交流网络的相应相。

11.根据权利要求10所述的转换器,其中所述多个支路以串联方式连接在所述第一直流端子(32)与所述第二直流端子(34)之间。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的转换器,其中所述控制器(60)配置成控制所述相元件的所述开关元件(40)的切换,以便同时或以交错顺序提供相应的阻断电压。

13.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中每个开关元件(40)是半导体开关元件。

14.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中每个开关元件(40)包括至少一个交流开关装置(42)。

15.根据权利要求14所述的转换器,其中所述交流开关装置(43)采用以下形式:

以反向串联方式连接的开关装置,每个开关装置配置成具有正向电压阻断能力;

以反向并联方式连接的开关装置,每个开关装置配置成具有正向电压阻断能力;

有源开关装置,所述有源开关装置配置成具有正向电压阻断能力和反向电压阻断能力;

并联连接的两组串联连接无源开关装置以全桥布置方式与有源开关装置并联连接。

16.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中每个开关元件(40)包括与至少一个第二开关装置以反向串联方式连接的至少一个第一开关装置(49),所述第一开关装置和第二开关装置中的每一者配置成具有正向电压阻断能力。

17.根据权利要求16所述的转换器,其中:所述或每个第一开关装置(49)组装在与所述或每个第二开关装置相同的开关装置组套中;或者所述或每个第一开关装置(49)组装在与所述或每个第二开关装置(51)不同的开关装置组套中。

18.根据权利要求16或权利要求17所述的转换器,其中第一开关装置(49)的数量与第二开关装置(51)的数量不同。

19.根据权利要求16到权利要求18中的任一权利要求所述的转换器,其中所述第一开关装置(49)和第二开关装置(51)中的每一者包括栅极端子、集电极端子和发射极端子时,选定第一开关装置(49)的所述发射极端子连接到选定第二开关装置(51)的所述发射极端子,所述控制器(60)包括辅助开关控制单元(53),所述辅助开关控制单元配置成向所述选定第一开关装置(49)和第二开关装置(51)的所述栅极端子发送驱动信号,或者包括两个辅助开关控制单元,所述两个辅助开关控制单元配置成向所述选定第一开关装置和所述选定第二开关装置的相应栅极端子发送相应的驱动信号,并且电源电路跨所述选定第一开关装置或第二开关装置的所述发射极端子和集电极端子连接,所述电源电路配置成供应电力以驱动所述或每个辅助开关控制单元。

20.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中每个开关元件(40)配置成具有不对称的正向电压阻断能力和反向电压阻断能力。

21.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中所述或每个相元件(36)包括以H桥连接的并联连接的两组串联连接开关元件,并且每组串联连接开关元件之间的相应接点限定用于连接到所述交流网络(50)的相应交流端子。

22.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中所述或每个直流侧子转换器(38、39):在所述对应相元件(36)的所述直流侧处与所述对应相元件(36)以串联方式连接;在所述对应相元件(36)的所述直流侧处与所述对应相元件(36)以并联方式连接;或者在所述对应相元件(36)的所述直流侧处与包括所述对应相元件(36)的电气块以并联方式连接。

23.根据前述权利要求中的任一权利要求所述的转换器,其中所述或每个支路包括第一直流侧子转换器(39)和第二直流侧子转换器(38),所述或每个第一直流侧子转换器(39)在所述对应相元件(36)的所述直流侧处与所述对应相元件(36)以串联方式连接,并且所述或每个第二直流侧子转换器(38)在所述对应相元件(36)的所述直流侧处与包括所述对应相元件(36)和所述第一直流侧子转换器(38、39)的电气块以并联方式连接。

24.根据权利要求23所述的转换器,其中所述或每个支路进一步包括与所述对应第一直流侧子转换器(39)以串联方式连接的第三直流侧子转换器(62),所述或每个第三直流侧子转换器(62)配置成能够作为电压合成器操作,并且所述或每个第二直流侧子转换器(83)连接到位于所述对应第一直流侧子转换器(39)与第三直流侧子转换器(62)之间的公共接点以形成“T”型布置。

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