变换器也可用于如同热电厂、水电站以及其等价物的非可再生发电系统。另外，功率变换器可用作DC-AC变换器或AC-DC变换器供在HVDC传输和分配系统中使用。
[0035]虽然本文已经仅描述和图示了本发明的某些特征，但是本领域的技术人员将想到许多修改和变化。因此，要理解，所附权利要求书旨在覆盖落在本发明的真实精神内的全部此类修改和变化。
[0036]元件表
100变换功率的系统 102源
104功率变换器
106电网/公用事业/负载
108控制器
300功率变换器的一个桥臂
302第一串
304第二串
306第一母线
308第二母线
310第一连接结点
312第二连接结点
314第一支路
316第二支路
318第三连接结点
320第一部分
322第一可控半导体开关
324第二部分
326第一电感器
328第二可控半导体开关
329第二电感器
330第三母线
332第三可控半导体开关
334第四可控半导体开关
336 AC 相
400开关单元
402、404完全可控半导体开关
406能量存储装置
408第一连接器
410第二连接器
412功率二极管
414第一臂
416第二臂
450开关单元452、454、464、466完全可控半导体开关
456能量存储装置
458第一连接器
460第二连接器
468、470、472、474 功率二极管
500功率变换器桥臂的不同操作状态的图解表示
502变换器桥臂
504第一串
506第二串
508第一母线
510第二母线
512第一连接结点
513第一电感器
514第二连接结点
515第二电感器
516,518电压源
520交流相
522第三连接结点
524第三母线
526第一电流流径
528变换器桥臂
532变换器桥臂
600三相多级变换器
602第一串
604第二串
606第一支路
608第二支路
610第一部分
612第二部分
614第一连接结点
615第一电感器
616第二连接结点
617第二电感器
618第三连接结点
620第一母线
622第一可控半导体开关
624第二可控半导体开关
626、628、630三个桥臂
632第三可控半导体开关634第四可控半导体开关636、638、640 AC 相642第二母线644第三母线
700变换器桥臂从负操作状态转变到零操作状态的图解表示702负操作状态704瞬时状态706零操作状态
800变换器桥臂从零操作状态转变到正操作状态的图解表示802零操作状态804瞬时状态806负操作状态。
【主权项】
1.一种功率变换器(104)，包括: 至少一个桥臂(300)，包括: 第一串(302)，包括各自包括多个开关单元(320、324)和可控半导体开关(322、328)、第一连接结点(310)和第二连接结点(312)的第一支路(314)和第二支路(316)，其中所述第一串在操作上跨第一母线(306)和第二母线(308)耦合，并且其中所述第二支路在操作上经由第三连接结点(318)耦合到所述第一支路；以及 第二串(304)，在操作上经由所述第一连接结点和所述第二连接结点耦合到所述第一串，其中所述第二串包括多个可控半导体开关(332、334)。2.如权利要求1所述的功率变换器，其中所述第一支路中的所述多个开关单元和所述可控半导体开关经由所述第一连接结点互相连接，并且所述第二支路中的所述多个开关单元和所述可控半导体开关经由所述第二连接结点互相连接。3.如权利要求1所述的功率变换器，其中所述多个开关单元包括多个完全可控半导体开关以及至少一个能量存储装置。4.如权利要求3所述的功率变换器，其中所述多个完全可控半导体开关包括绝缘栅双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、场效应晶体管、栅控断开晶闸管、绝缘栅换向型晶闸管、注入增强栅晶体管、基于碳化硅开关、基于氮化镓开关、基于砷化镓开关或者其组合。5.如权利要求1所述的功率变换器，其中所述第一母线包括正直流母线并且所述第二母线包括负直流母线。6.如权利要求5所述的功率变换器，其中所述第三连接结点在操作上耦合到第三母线。7.如权利要求6所述的功率变换器，其中所述第三母线包括直流母线。8.如权利要求1所述的功率变换器，其中所述第二串包括第一部分和第二部分。9.一种用于功率变换的系统(100)，包括: 功率源(102)； 负载(106); 第一功率变换器(104)，包括: 一个或多个桥臂(300)，其中所述一个或多个桥臂的每个包括: 第一串(302)，包括各自包括多个开关单元(320、324)和可控半导体开关(322、328)、第一连接结点(310)和第二连接结点(312)的第一支路(314)和第二支路(316)，其中所述第一串在操作上跨第一母线(306)和第二母线(308)耦合，并且其中所述第二支路在操作上经由第三连接结点(318)耦合到所述第一支路； 第二串(304)，在操作上经由所述第一连接结点和所述第二连接结点耦合到所述第一串，其中所述第二串包括多个可控半导体开关(332、334);以及 控制器(108)，配置成控制所述多个可控半导体开关和所述多个开关单元的开关。10.一种用于功率变换的系统(100)，包括: 功率源(102)； 负载(106); 第一功率变换器(104)，包括: 一个或多个桥臂(300)，其中所述一个或多个桥臂的每个包括: 第一串(302)，在操作上耦合在第一母线(306)和第二母线(308)之间，其中所述第一串包括各自包括多个开关单元(320、324)和可控半导体开关(322、328)、第一连接结点(310)和第二连接结点(312)的第一支路(314)和第二支路(316)，其中所述第二支路在操作上经由第三连接结点(318)耦合到所述第一支路，并且其中所述一个或多个桥臂的所述第三连接结点在操作上互相耦合； 第二串(304)，在操作上经由所述第一连接结点和所述第二连接结点耦合到所述第一串，其中所述第二串包括多个可控半导体开关(332、334);以及 控制器(108)，配置成控制所述多个可控半导体开关和多个开关单元的开关。
【专利摘要】功率变换器（104）包含至少一个具有第一串（302）的桥臂（300），第一串在操作上经由第一连接结点（301）和第二连接结点（301）耦合到第二串（304）。第一串包含在操作上经由第三连接结点（318）耦合的第一支路（314）和第二支路（306）。支路中的每一个具有多个开关单元（320、324）、可控半导体开关（322、328）以及第一连接结点和第二连接结点。第一串在操作上跨第一母线（306）和第二母线（308）耦合。此外，第二串包含多个可控半导体开关（332、334）。
【IPC分类】H02M7/219, H02J3/36, H02M7/5387
【公开号】CN105391322
【申请号】CN201510516585
【发明人】张迪, 东栋, A.A.罗克希尔
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年8月21日
【公告号】CA2900194A1, EP2993777A1, US20160056728