线和输送线上的电力品质因数。这种装置的关键部件是晶闸管阀，该晶闸管阀由以下部件组成:
[0043]-一堆层叠的散热器和晶闸管集合，包含:
[0044].晶闸管，其为硅器件，使得流经所述晶闸管阀的电流能够得以控制，
[0045].散热器，其为机械装置，使得所述晶闸管上的热量能够得以去除，由传导和切换损耗来驱动，因此能够在大范围的电压和电流内来操作所述晶闸管阀，
[0046]-作为缓冲电路的辅助电路、门极驱动、门极驱动能量传输系统使得能够在具体的应用范围内可靠地控制所述晶闸管阀。
[0047]因此，所述晶闸管阀由层叠的一堆晶闸管和散热器构建而成，该晶闸管封装在冰球(或者碟)式的封装体中。在堆组装件(stack assembly)中可以使用以这种形状因数封装的任何其他的硅器件，例如:整流二极管、双向晶闸管、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、三端双向可控硅器件。
[0048]如图2所示，本发明系统包括晶闸管阀19，该晶闸管阀19特别具有一堆组件，该一堆组件为:
[0049]-层叠的散热器20，
[0050]-晶闸管21，
[0051 ]-以及电流变换器22，
[0052]该一堆组件被布置在支承结构23中，并且配有馈送线24。
[0053]本发明提出了一种基于放置在主电路电流的路径中的如图3A和图3B所示的无源电流变换器线圈22的线圈方法论。
[0054]本发明在于，当晶闸管处于导通状态的时候，通过收集来自主电流路径的能量来对当前使用的缓冲拾取能量传输系统进行优化。根据基本的晶闸管阀操作原理，在阀处于操作状态时，一直有一个情况存在:电压穿过晶闸管级或者电流通过晶闸管级。
[0055]下文描述在经典的缓冲拾取的协助下使用电流变换器拾取线圈的基本原理。基于晶闸管装置来设计晶闸管阀。本发明被积极地用于所述晶闸管的两种操作状态中:
[0056]1、耐压:所述晶闸管处于与导通状态相反的关断状态，没有电流流经所述晶闸管和所述阀的主电路，然而，在每个晶闸管级的两端存在电压，这是能够使用经典的缓冲拾取方法时的状态。
[0057]2、导通的晶闸管:所述晶闸管为开启状态，即导通状态。电流流经所述晶闸管和整个所述阀。然而，在这种状态下，所述晶闸管的两端没有明显的电压存在。在级的两端没有明显电压的情况下，经典的缓冲拾取不能产生用于门极驱动系统的能量。然而，放置在所述主电流中的电流变换器产生能量，该能量可以提供给门极驱动单元。
[0058]在操作过程中，所述基于晶闸管的阀可以仅处于两种状态:以级的两端存在电压进行的阻断，以及以流经晶闸管和关联结构的电流进行的导通。在电流的路径中添加无源的线圈电流变换器给晶闸管级上的门极驱动提供了单独的能量源。可以将电流变换器线圈合并到改良的晶闸管散热器中。可以为晶闸管阀级上的每个晶闸管指定单独的电流变换器线圈。
[0059]图2示出了将所采用的本发明电流变换器线圈拾取应用到当前使用和制造的晶闸管阀堆组装件。电流变换器拾取线圈放置在晶闸管阴极电位处的散热器上的每级上。电流变换器线圈仅包括两个主要部件:磁芯和缆芯线，例如铜线，该电流变换器线圈呈现了非常可靠、免维护且价格划算的方案。放置在晶闸管阴极电位上的电流变换器线圈完全消除了对非常昂贵的高压隔离材料的需求。
[0060]本发明是可供选择的一种既可从主电流路径也可从晶闸管级两端的电压取得能量的方式。本发明的关键要素是在主电路中应用电流变换器，但只暴露于单向的电流波形。并且，这也是创新，因为电流变换器线圈通常用在全波形交流电路中。
【主权项】
1.一种用于对基于晶闸管的阀(19)进行控制的门极驱动单元的能量传输系统，其特征在于，所述能量传输系统包括至少一个电流变换器(22)，所述电流变换器位于所述阀的主电流路径中。2.根据权利要求1所述的能量传输系统，其中，所述基于晶闸管的阀包括一堆组件，该一堆组件为: -层叠的散热器(20)， -晶闸管(21)，以及 -电流变换器线圈(22)， 所述一堆组件被布置在支承结构(23)中，并且配有馈送线(24)。3.根据权利要求1或2所述的能量传输系统，其中，所述基于晶闸管的阀为FACTS阀。4.根据权利要求2所述的能量传输系统，其中，每个电流变换器线圈均合并在改进的晶闸管散热器中。5.根据权利要求2所述的能量传输系统，其中，晶闸管阀级上的每个晶闸管都被指定了单独的电流变换器线圈。6.—种用于对基于晶闸管的阀进行控制的门极驱动单元的能量传输方法，其特征在于，从位于所述阀的主电流路径中的至少一个电流变换器来完成能量收集。7.根据权利要求6所述的能量传输方法，其中，还使用缓冲拾取能量传输方法。8.根据权利要求7所述的能量传输方法，所述能量传输方法被积极地用在晶闸管阀的两种操作状态中。9.根据权利要求8所述的能量传输方法，其中，当所述晶闸管处于与导通状态相反的关断状态，并且没有电流流经所述阀的主电路和所述晶闸管时，使用所述缓冲拾取能量传输方法。10.根据权利要求8所述的能量传输方法，其中，当所述晶闸管处于导通状态，电流流经所述晶闸管和整个所述阀时，放置在所述主电流中的所述电流变换器产生能量，所述能量被提供给所述门极驱动单元。
【专利摘要】本发明涉及用于对基于晶闸管的阀(19)进行控制的门极驱动单元的能量传输系统和方法。该系统包括位于所述阀的主电流路径中的至少一个电流变换器(22)。
【IPC分类】H02M1/08, H03K17/12
【公开号】CN105027402
【申请号】CN201480010942
【发明人】马雷克·福瑞克, 罗曼·劳博, 约翰·施瓦岑贝格
【申请人】阿尔斯通技术有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年2月24日
【公告号】CA2901375A1, US20140240006, WO2014131720A1