模块化多级转换器的制造方法_3

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接到下部变压器的三相阀桥131a称为下部三相阀桥。
[0101]上部三相阀桥和下部三相阀桥有两个输出端子用来输出DC电力,即:第一输出端子OUTl,和第二输出端子0UT2。
[0102]上部三相阀桥包括6个阀D1-D6,并且下部三相阀桥包括6个阀D7-D12。
[0103]阀Dl的阴极连接至第一输出端子0UT1,阀Dl的阳极连接至上部变压器的次级线圈的第一端子。
[0104]阀D2的阴极连接至阀D5的阳极,阀D2的阳极连接至阀D6的阳极。
[0105]阀D3的阴极连接至第一输出端子0UT1,阀D3的阳极连接至上部变压器的次级线圈的第二端子。
[0106]阀D4的阴极连接至阀DI的阳极,阀D4的阳极连接至阀D6的阳极。
[0107]阀D5的阴极连接至第一输出端子0UT1,阀D5的阳极连接至上部变压器的次级线圈的第三端子。
[0108]阀D6的阴极连接至阀D3的阳极。
[0109]阀D7的阴极连接至阀D6的阳极,阀D7的阳极连接至下部变压器的次级线圈的第一端子。
[0110]阀D8的阴极连接至阀Dll的阳极,阀D8的阳极连接至第二输出端子0UT2。
[0111]阀D9的阴极连接至阀D6的阳极,阀D9的阳极连接至下部变压器的次级线圈的第二端子。
[0112]阀DlO的阴极连接至阀D7的阳极,阀DlO的阳极连接至第二输出端子0UT2。
[0113]阀Dll的阴极连接至阀D6的阳极,阀Dll的阳极连接至下部变压器的次级线圈的第三端子。
[0114]阀D12的阴极连接至阀D9的阳极,阀D12的阳极连接至第二输出端子0UT2。
[0115]同时,用户侧DC-AC转换器部件150可以设置为模块化多级转换器200。
[0116]模块化多级转换器200可以利用多个子模块210将DC电力转换为AC电力。
[0117]参照图5、6,其显示了模块化多级转换器200的配置。
[0118]图5、6为展示了模块化多级转换器200的框图。
[0119]模块化多级转换器200包括中央控制单元250,多个子控制单元230和多个子模块210。
[0120]中央控制单元250控制多个子控制单元230,并且子控制单元230分别控制与其连接的子模块210。
[0121]这里,如图5所示,一个子控制单元230连接至一个子模块210,并且因此根据中央控制单元250所传递的控制信号来控制其连接的一个子模块210的开关操作。
[0122]此外,可选择地,如图6所示,一个子控制单元230连接至多个子模块210。并且其相应地根据中央控制单元250所传递的控制信号确定用于其所连接的多个子模块210的控制信号,并基于确定的控制信号来控制多个子模块210中的每一个。
[0123]中央控制单元250确定多个子模块210的操作状态,并根据其确定的操作状态生成控制信号来控制多个子模块210的操作。
[0124]所述操作状态包括放电状态,充电状态,以及旁路状态。
[0125]这里,不同的地址被分别分配给多个子模块210。
[0126]优选地,根据子模块的布置顺序,从前面开始依次增加的地址被分别分配给所述多个子模块210。
[0127]即:子模块210在收到DC电力后,可以执行放电操作、充电操作和旁路操作中的任何一种操作。
[0128]子模块210包括带二极管的开关元件,并且因此可以通过开关操作和二极管的整流操作来执行子模块210的放电操作、充电操作和旁路操作中的任何一种操作。
[0129]每个子控制单元230通过中央控制单元250接收对多个子模块210进行控制的开关信号,并根据所收到的开关信号控制子模块210的开关操作。
[0130]S卩,中央控制单元250可以控制模块化多级转换器200的总体操作。
[0131]中央控制单元250可以测量与其互连的AC部件110,170和DC电力发送部件140的电流和电压。
[0132]此外,中央控制单元250可以计算总体控制值。
[0133]这里,总控制值可以是模块化多级转换器200的输出AC电力的电压、电流、频率的目标值。
[0134]基于与模块化多级转换器200互连的AC部件110和170的一个或多个电流和电压以及DC电力发送部件140的电流和电压,中央控制单元250可以计算总体控制值。
[0135]同时,基于通过通信设备(未显示)收到的来自上层控制单元(未显示)的基准有效功率、基准无功功率、基准电流、基准电压中的一个或多个,中央控制单元250还可以控制模块化多级转换器200的操作。
[0136]中央控制单元250可以向/从子控制单元230发送和接收数据。
[0137]这里,此处所述的中央控制单元250根据多个子模块210的布置顺序分配地址,并使用所分配的地址确定多个子模块210的开关顺序。
[0138]S卩,总的来说,所有的子模块210不操作在同一开关状态下。而是,根据当前所需电压,特定的子模块执行充电操作或旁路操作,剩余的子模块执行放电操作。
[0139]这样,所述中央控制单元250应该首先确定将要执行放电操作的子模块。
[0140]这里,由于执行了放电操作,多个子模块210只有在相互平衡的频率内执行放电操作,才可能延长其使用寿命。
[0141]也就是说,当某个子模块的放电操作频率太高,该子模块的使用寿命将比其他放电频率低的子模块短。
[0142]这样,当保持多个子模块210的开关频率平衡时,快速确定所述多个子模块210的开关状况是很重要的。
[0143]因此,在实施例中,所述多个子模块210的开关顺序是根据按顺序分配的地址顺序确定的。
[0144]例如,当子模块分别被分配了地址I至5,中央控制单元250允许从地址I开始执行放电操作。这里,基于多个子模块中的每一个的充电的电压值和目标值确定执行放电操作的子模块的数量。
[0145]S卩,中央控制单元250确定开关状态,这样,多个子模块的充电电压值之和达到目标值。也就是说,即使被分配了地址I和地址2的子模块在放电,如果对应于所述目标值的电力通过放电输出,所述中央控制单元250只允许被分配了地址I和地址2的子模块执行放电操作。
[0146]此外,当确定接下来的开关状态时,由所述中央控制单元250确定从之前执行了放电操作的子模块中具有最末地址的子模块之后的下一子模块开始执行放电操作。
[0147]此点下文会详细描述。
[0148]参照图7,关于包括在模块化多级转换器200中的多个子模块210的连接的说明将在下文给出。
[0149]图7显示了包括在模块化多级转换器200中的多个子模块210的连接。
[0150]参照图7,多个子模块210可以串联连接,并且连接到一个相的正极或负极的多个子模块210可以构成一个臂。
[0151]三相模块化多级转换器200通常可以包括6个臂,并且三相A,B和C中的每一相都包括正极和负极以形成6个臂。
[0152]因此,三相模块化多级转换器200可以包括:第一臂221,其包括多个用于A相正极的子模块;第二臂222,其包括多个用于A相负极的子模块;第三臂223,其包括多个用于B相正极的子模块;第四臂224,其包括多个用于B相负极的子模块;第五臂225,其包括多个用于C相正极的子模块;第六臂226,其包括多个用于C相负极的子模块。
[0153]此外,用于一个相的多个子模块210可以包括一个柱(leg)。
[0154]相应地,三相模块化多级转换器200可以包括:A相柱227,其包括用于A相的多个子模块210 ;B相柱228,其包括用于B相的多个子模块210 ;以及C相柱229,其包括用于C相的多个子模块210。
[0155]这样,第一臂221至第六臂226分别被包括在A相柱227,B相柱228和C相柱229中。
[0156]具体来说,在A相柱227中包括作为A相的正极臂的第一臂221及作为A相的负极臂的第二臂222 ;并且在B相柱228中包括作为B相的正极臂的第三臂223及作为B相的负极臂的第四臂224 ;此外,在C相柱229中包括作为C相的正极臂的第五臂225和作为C相的负极臂的第六臂226。
[0157]此外,多个子模块210根据极性构成正极臂227和负极臂228。
[0158]具体来说,参照图7,包括在模块化多级转换器200中的多个子模块210可以关于中性线η分成对应于正极的多个子模块210和对应于负极的多个子模块210。
[0159]因此,模块化多级转换器200可包括:包括对应于正极的多个子模块210的正极臂227 ;和包括对应于负极的多个子模块210的负极臂228。
[0160]这样,正极臂227可以包括第一臂221,第三臂223和第五臂225 ;且负极臂228可包括第二臂222,第四臂224和第六臂226。
[0161]接下来,参照图8,描述子模块210的配置。
[0162]图8为图示了子模块210的配置的示例图。
[0163]参照图8,子模块210包括两个开关,两个二极管和一个电容器。子模块210的该形状也被称为半桥形或半桥逆变电路。
[0164]此外,包括在开关部件217中的开关可以包括功率半导体。
[0165]这里,功率半导体指用于电力装置的半导体元件,并且可以将其优化,用于电力的转换和控制。此外,功率半导体也被称为阀单元。
[0166]这样,包括在开关部件217中的开关包括功率半导体,例如可以包括绝缘栅双极型晶体管(IGBT),栅极可关断晶闸管,集成栅极换流晶闸管,等等。
[0167]存储部件219包括电容器,并且因此可以充电或放电。同
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