用于确定转换器单元中的单元电容器劣化的方法和功率转换器的制造方法
【专利摘要】用于确定与功率转换器的转换器单元中的单元电容器的劣化的程度相关联的电容器劣化参数的方法和布置，功率转换器包括包含冗余转换器单元的多个同样的转换器单元，该转换器单元在确定电容器劣化参数之前已被绕过。该方法包括：a)获得与形成了直流链路的单元电容器的从在测量开始时间的测量开始电压电平到在测量结束时间的测量结束电压电平的放电相关联的测量参数值，和b)基于测量参数值来确定电容器劣化参数的值。
【专利说明】
用于确定转换器单元中的单元电容器劣化的方法和功率转 换器
技术领域
[0001] 本公开总体设及包括转换器单元的功率转换器，转换器单元包括半导体开关模块 和单元电容器。特别地，设及用于确定转换器单元中的单元电容器劣化的方法和布置。
【背景技术】
[0002] 在很多应用中，要求功率转换器的高可靠性。在电压源转换器中，在下文中被称作 单元电容器的电容器组是引起功率转换器的故障的主要部分中的一个，因为经常实施的电 解电容器仅具有有限的寿命。
[0003] 尤其是在模块化多电平转换器(MMC)中，单元电容器的老化是特别的问题，因为电 容器在基波的倍数和开关频率时经受到的高电流，导致提早老化和电容量下降。因为运样 的模块化多电平转换器是为了高可靠性而设计，所W单元电容器的健康监测是非常重要 的。
[0004] 在电解电容器的老化过程期间，电容量连续下降并且等效串联电阻化SR)增加。很 多制造商限定他们的电容器如果初始电容量已下降20%和/或ESR已增加200%至300%则 寿命终止。
[0005] US2010/0321038公开了一种用于借助于电容量测量来监测包括若干转换器单元 的功率转换器中的电容器的老化的装置。针对每个相位模块，设置了用于检测相位模块支 路电流的支路电流传感器。此外，针对每个子模块，存在有用于检测跨电容器下降的电容器 电压的子模块传感器、用于检测子模块的开关状态的部件和用于确定每个相位模块的电容 器的电容量的评估单元。电容量的确定取决于测量出的相位模块支路电流、开关状态或多 个状态和电容器电压的集成。运产生了电容器的电荷改变。每个电容器的电容量产生于电 荷改变与电压改变的除法。电荷和电压在子模块的接通和关断瞬间之间被检测。
[0006] 上述方法依赖于电流和电压测量两者，并且尤其依赖于诸如检测到的支路电流的 集成等的计算W便确定电容量。
【发明内容】
[0007] 本公开的目的是提供使得能够实现当功率变换器处于在线状态时的简单且可靠 的单元电容器劣化确定的方法和布置。
[000引因此，根据本公开的第一方面，提供有一种确定与功率转换器的转换器单元中的 单元电容器的劣化的程度相关联的电容器劣化参数的方法，功率转换器包括包含冗余转换 器单元的多个同样的转换器单元，该转换器单元在确定电容器劣化参数之前已被绕过，其 中该方法包括：
[0009] a)获得与形成了直流链路的单元电容器的从在测量开始时间的
[0010] 测量开始电压电平到在测量结束时间的测量结束电压电平的放 [OOW 电相关联的测量参数值，
[0012] 基于测量参数值来确定电容器劣化参数的值
[0013] 由此可能是可获得的效果在于电容器劣化参数的值可W W简单的方式来确定，因 为方法依赖于大的电压差而不是在高直流链路电压上边的小的电压变化，而不必将功率转 换器设定处于离线模式。归因于用于测量的电压摆动相对大，在IOOV的数量级的一些应用 中，对于例如噪声的灵敏度被大大地提高并且关于测量分辨率的问题被降低因为A/D转换 器分辨率正常情况下限制在例如1000 V直流链路电压上边的小电压波动的测量。
[0014] 借助于冗余度，在功率转换器中的任何转换器单元中的单元电容器的劣化电平可 W在功率转换器处于操作中时被确定。为此目的，要经受导单元电容器劣化测量的转换器 单元被绕过，其中单元电容器劣化可W通过在两个电压、即起动电压和测量结束电压处的 简单的时间测量来执行，或者如果预定的起动电压与在该情况中是未知的测量结束电压之 间的时间差是预定的则通过测量测量结束电压来执行。
[0015] 根据一个实施例，测量开始电压电平和测量结束电压电平是预定的，并且其中测 量参数值是测量开始时间与测量结束时间之间的时间差。
[0016] 根据一个实施例，测量开始时间和测量结束时间是预定的并且测量参数值是测量 结束电压。
[0017] 根据一个实施例，测量开始电压电平低于标称直流链路电压电平，标称直流链路 电压电平是当转换器单元处于操作中时跨直流链路的电压电平。
[0018] 根据一个实施例，测量结束电压电平高于转换器单元欠压保护电平。
[0019] 根据一个实施例，在步骤b)中电容器劣化参数的值的确定进一步基于测量开始电 压电平和测量结束电压电平。
[0020] 根据一个实施例，电容器劣化参数值是单元电容器的电容量。
[0021] 根据一个实施例，步骤b)进一步基于单元电阻器值。
[0022] 根据一个实施例，步骤b)中的确定进一步基于转换器单元的辅助电源的功率消 耗。
[0023] 根据一个实施例，步骤b)中的确定包括确定出在时间差与指示出新的单元电容器 的从起动电压到测量结束电压的放电时间的参考时间差之间的比率。由此，没有必要确定 或知道当前电容量，也没有必要确定或知道参考电容量、电阻器值、辅助电源的功率消耗。 借助于仅两个时间差之间的比率，可W获得单元电容器劣化的测量。
[0024] -个实施例包括获得单元电容器的当前溫度并且包括将当前溫度与参考溫度进 行比较W确定出确定电容器劣化参数的可靠性。
[0025] 根据本公开的第二方面，提供有一种功率转换器，包括多个同样的转换器单元，每 个转换器单元包括单元电容器，并且每个转换器单元被布置成要被绕过，功率转换器进一 步包括用于确定与单元电容器的劣化的程度相关联的电容器劣化参数的处理器，处理器被 布置成获得与单元电容器的从在测量开始时间的测量开始电压电平到在当转换器单元被 绕过时的测量结束时间的测量结束电压电平的放电相关联的测量参数值，并且基于测量参 数值来确定电容器劣化参数的值。
[0026] 根据一个实施例，测量开始电压电平和测量结束电压电平是预定的，并且其中测 量参数值是测量开始时间与测量结束时间之间的时间差。
[0027] 根据一个实施例，测量开始时间和测量结束时间是预定的并且测量参数值是测量 结束电压。
[0028] 根据一个实施例，处理器被布置成借助于时间差与指示出新的单元电容器的从起 动电压到测量结束电压的放电时间的参考时间差之间的比率来确定电容器劣化参数的值。
[0029] 根据一个实施例，处理器被布置在局部转换器单元控制器或监督功率转换器控制 器中。
[0030] -般地，权利要求所使用中的所有术语都应该根据它们在本技术领域中的普通含 义来解释，除非运里另有明确限定。对"一 / 一个/该元件、设备、组成部件、部件等"的所有引 用应该被开放地解释为是指元件、设备、组成部件、部件等中的至少一个实例，除非另有明 确陈述。
【附图说明】
[0031] 现在将通过示例的方式参照附图来描述发明构思的特定实施例，其中：
[0032] 图1示意性地描绘了包括多个转换器单元的功率转换器的示例；
[0033] 图2描绘了半桥转换器单元的示例和用于确定单元电容器的劣化的程度的布置；
[0034] 图3描绘了全桥转换器单元的示例和用于确定单元电容器的劣化的程度的布置； 并且
[0035] 图4是确定与功率转换器的转换器单元中的单元电容器的劣化相关联的电容器劣 化参数的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0036] 现在将在下文中参照其中示出示例性实施例的附图更充分地描述发明构思。然而 发明构思可WW很多不同形式来体现并且不应该被解释为限于运里所阐述的实施例；而 是，运些实施例是通过示例的方式提供的使得该公开将是彻底和完整的，并且将发明概念 充分地传达给本领域技术人员。相似的附图标记贯穿描述是指相似的元件。
[0037] 图1示意性地图示出功率转换器1。举例的功率转换器是S相交流(AC)至AC转换 器。尤其是，它是模块化多电平转换器(MMC)。应该注意的是，本构思可W被用在任何类型的 MMCS中或一般地在包括包含冗余转换器单元的若干同样的转换器单元的任何类型的功率 转换器中。运样的功率转换器的示例是整流器、逆变器、直流(DC)至DC转换器或者不间断电 源(UPS)。本构思也可W与被布置成处理与举例的S个相位相比更少或更多的电相位的功 率转换器一起使用。
[003引举例的功率转换器1包括在功率转换器1的输入端子侧3上的多个腿部Ll至L3,和 在功率转换器1的输出端子侧5上的多个腿部L4至L6。每个腿部Ll至L6包括多个同样的转换 器单元7。每个转换器单元7包括半导体开关模块和单元电容器。转换器单元被用来使得功 率转换器能够将每个电相位的输入电压转换成相应的电相位的期望的输出电压和/或频 率。功率转换器的操作是公知的，并且将不会在运里更详细地进行描述。
[0039]图2示出转换器单元7-1的示例和用于确定单元电容器的劣化的布置6。布置6包括 处理器6a并且设置有计算机程序，程序包括当在处理器6a上运行时执行如运里所呈现的用 于确定与单元电容器的劣化相关联的电容器劣化参数的方法(多个）的步骤的计算机可执 行成分。
[0040] 转换器单元7-1是半桥型的，并且包括多个半导体开关模块9a、9b。每个半导体开 关模块9a、9b包括半导体开关和与半导体开关反并联连接的二极管。半导体开关模块可W 例如是IGBT型或栅控晶闽管型的。
[0041] 转换器单元7-1还包括被连接在半导体开关模块9a的集电极与另一个半导体开关 模块9b的发射极之间的单元电容器或直流链路(直流链路）电容器C。转换器单元7-1具有在 上半导体开关模块9a的发射极与下半导体开关模块9b的集电极之间的一个端子13、根据图 2a中的示例为DC侧。另一个端子11、根据示例为AC侧是在下半导体开关模块9b的发射极处。 关于术语下和上在运里仅仅意味着如图2所示半导体开关模块的放置。
[0042] 转换器单元7-1包括被连接至半导体开关模块9a的栅极W控制该半导体开关模块 的开关的栅极单元Ila,和被连接至半导体开关器件9b的栅极W控制该半导体开关模块的 开关的栅极单元1化。栅极单元因此控制着到半导体开关模块的栅极电压。转换器单元的正 常操作是现有技术中公知的，并且将不会在运里进行任何进一步的讨论。
[0043] 根据一个变型，转换器单元7-1可W包括诸如平衡电阻器和/或放电电阻器等的单 元电阻器R。运样的单元电阻器R的幅值是已知的。单元电阻器R可W被用于限制当单元电容 器C被放电时的放电电流。根据一个变型，转换器单元7-1包括被布置成向栅极单元lla、Ub 供电的辅助电源8。辅助电压8被布置成消耗恒定量的功率。根据一个变型，单元转换器包括 电容器和辅助电源两者，如图2和图3两者中示意性地示出的。
[0044] 布置6、尤其是处理器6a被布置成获得与单元电容器C的从在测量开始时间的测量 开始电压电平到在测量结束时间的测量结束电压电平的放电相关联的测量参数值，并且基 于测量参数值确定与单元电容器C的劣化的程度相关联的电容器劣化参数值。电容器劣化 参数可W例如是单元电容器C的电容量的测量，或者是将单元电容器的当前电容量与相当 于新单元电容器的电容量的单元电容器的参考电容量联系起来的比率。测量参数值可W是 从测量开始电压电平到测量结束电压电平的放电时间、即测量开始时间与测量结束时间之 间的时间差，或者在放电时间是预定的情况中是测量结束电压电平。
[0045] 布置6可W例如是被布置成仅控制转换器单元的操作、例如半导体开关模块9a、9b 的开关的局部转换器单元控制器，或者是被布置成提供整个功率转换器的监督控制的监督 功率转换器控制器。
[0046] 图3描绘了单元电容器的劣化可W被确定所针对的转换器单元的另一示例。转换 器单元7-2是全桥型的并且包括多个半导体开关模块9a至9d，和单元电容器C。转换器单元 7-2包括栅极单元Ila至IlcU其各被布置成控制相应的半导体开关模块9a至9d的栅极的栅 极电压。转换器单元7-2可W具有用于绕过(bypass)其的旁路开关15。
[0047] 布置6与图2中所呈现的布置相同，并且因此被布置成确定转换器单元7-2的单元 电容器C的劣化的程度。
[0048] 虽然在图2和图3中，布置6被连接至单元电容器C的端子，但应该注意的是，运些仅 图示出布置6在某种意义上被连接至单元电容器的端子。该连接可W在布置是局部转换器 单元控制器的情况中是直接地，或者在布置是监督转换器单元控制器的情况中是经由局部 转换器单元控制器间接地。还可W设想到，该连接可W是经由例如局部转换器单元控制器 的至监督功率转换器控制器的无线连接。
[0049] 现在将参照图4来描述确定与单元电容器的劣化相关联的电容器劣化参数的数个 示例的操作。
[0050] 简而言之，确定与单元电容器的劣化的程度相关联的电容器劣化参数的方法（多 个)使用了在功率转换器1中有包括冗余转换器单元内在的若干同样的转换器单元7-1或7-2的事实。要经受到用于确定与单元电容器的劣化的程度相关联的电容器劣化参数的值的 测量的转换器单元可W是正常情况下是活跃的转换器单元。首先将相应的转换器单元设定 处于旁路模式，并且功率转换器使用余下的单元继续操作。此刻，可W在被绕过的转换器单 元中确定出单元电容器的劣化的程度。
[0051] 旁路操作可W W数个方式来执行。转换器单元可W例如设置有旁路开关，诸如转 换器单元7-1的开关15。当开关15被设定处于闭合状态时，转换器单元7-1被绕过，即，电流 流动经过开关15而不是经过半导体开关模块9a和％。在该旁路状态中，单元电容器没有被 充电，并且可W执行电容器劣化的确定。
[0052] 绕过转换器单元7-1的另一途径可W是：在确定单元电容器C的劣化的程度的时 候，将下半导体开关模块9b(即其发射极被连接至单元电容器C的端子的半导体开关模块） 设定在ON状态中，并且将上半导体开关模块9a(即其集电极被连接至单元电容器C的端子的 的半导体开关模块)设定在OFF状态中。全桥转换器单元7-2也可W或者借助于专用的旁路 开关或者借助于半导体开关模块9a至9d的恰当的开关而被断开连接。在后一情况中，半导 体开关模块9a和9c或者半导体开关模块9b和9d可W被设定在它们的ON状态中，而余下的半 导体开关模块9b和9d或者9a和9c分别被设定在OFF状态中，用于绕过转换器单元7-2。
[0053] 典型地，监督功率转换器控制器管理功率转换器中的转换器单元。监督功率转换 器控制器因此可W例如自身将单元转换器设定为被绕过，或者它可W指导局部转换器单元 控制器将转换器单元设定在旁路模式中。此外，监督功率转换器控制器可W被设置用于要 被设定成为活跃状态W变成活跃的转换器单元的冗余转换器单元，而先前活跃的转换器单 元经受到单元电容器劣化确定。
[0054] 在监测过程完成之后，转换器单元可W被重新激活并且其向监督功率转换器控制 器传达该可转换器单元可W再次操作。监督功率转换器控制器可W将转换器单元的直流链 路电压带回至标称电压。
[0055] 如上面简要提到的，电容器劣化参数的值的确定是基于与单元电容器C的从在测 量开始时间（此时测量开始电压电平是跨由单元电容器C形成的直流链路）的测量开始电压 电平与在测量结束时间（此时测量结束电压电平是跨直流链路）的测量结束电压电平的放 电相关联的测量参数值。测量开始电压电平优选地低于标称直流链路电压使得直流链路电 压波动对测量过程没有影响。标称直流链路电压电平是当转换器单元处于操作中时跨直流 链路的电压电平。测量结束电压电平优选地高于转换器单元欠压保护电平。测量开始电压 电平和测量结束电压电平根据一个变型是预定的电压电平，而根据另一变型测量开始时 间、起动电压和测量结束时间是预定的。在前一情况中，准备在什么电压电平记录测量开始 时间和测量结束时间是已知的。在后一情况中，准备在什么时间、即测量结束时间测量测量 结束电压被是已知的。
[0056] 测量参数值因此可W是测量开始时间与测量结束时间之间的时间差，或者可替代 地，是从测量开始时间已过去预定时间之后测量的测量结束电压电平。在后一情况中，与预 定测量开始电压电平相关联的测量开始时间和测量结束时间两者因此是预定的。
[0057] 在步骤a)中，布置6获得与单元电容器C的从在测量开始时间的测量开始电压电平 到在测量结束时间的测量结束电压的放电相关联的测量参数值。
[0058] 如上面提到的，根据一个变型，测量参数值是测量开始时间与测量结束时间之间 的时间差。根据另一变型，测量参数值是测量开始时间后的预定时间之后获得或测量出的 测量结束电压电平。
[0059] 在步骤b)中，与单元电容器的劣化相关联的电容器劣化参数的值基于测量参数值 被确定。
[0060] 其值被确定的电容器劣化参数与测量开始时间和测量结束时间之间的时间差成 正比。该电容器劣化参数可W是单元电容器的电容量，或者是当前电容量与相当于单元电 容器是新的时的单元电容器的电容量的参考电容量之间的比率。
[0061] 当已获得电容器劣化参数的值时，可W对该值进行评估W确定单元电容器是否应 该在转换器单元的继续操作中使用或者它是否已达到其寿命终止。从初始电容量的大约 20%的减小典型地被视为指示出电容器的寿命终止。
[0062] 根据发明的一个变型，在步骤b)中电容器劣化参数的值的确定进一步基于测量结 束电压电平。运可能是如果测量参数值是测量结束电压电平的情况，并且也可能是在测量 参数是测量开始时间与测量结束时间之间的时间差的情况中。
[0063] 根据一个变型，电容器劣化参数的值的确定进一步基于测量开始电压电平。
[0064] 在转换器单元包括辅助电源8但不包括单元电阻器R的情况中，单元电容器C的电 容量可W由如下公式来确定
[00 化]
[0066] 其中Paux是辅助电源8的功率消耗、Vs是测量开始电压电平、Vm是测量结束电压电平 并且td是测量开始时间与测量结束时间之间的时间差。电容器劣化参数、在该情况中是电 容量的确定因此进一步基于辅助电源的功率消耗。
[0067] 在转换器单元包括单元电阻器R但不包括辅助电源8的情况中，单元电容器C的电 容量可W通过W下关系式来确定。
[006引
[0069] 电容器劣化参数、在该情况中是电容量的确定因此进一步基于单元电阻器R。
[0070] 在包括单元电阻器R和辅助电源8两者的变型中，单元电容器C的电容量可W通过 如下公式来确定
[0071]
[0072] 电容器劣化参数、在该情况中是电容量的确定因此进一步基于辅助电源的功率消 耗和单元电阻器R。
[0073] 根据发明的一个变型，没有必要确定单元电容器C的电容量来获得电容器劣化参 数的值。在该变型中，电容器劣化参数是当前电容量与参考电容量之间的比率，并且该比率 可W表达如下。
[0074]
[0075] 其中Cc是当前电容量值、Cref是初始电容量值、即当单元电容器是新的时的参考电 容量值并且tref是用于使电容器从测量开始电压电平放电至当单元电容器是新的时、即当 它具有参考电容量Cref时的测量结束电压电平的参考时间差。在该变型中，如果参考时间差 是可得到的，使得当前时间差与参考时间差之间的比率可W被确定，则因此没有必要确定 当前电容量。比率将是0与1之间的数字，并且如果比率是例如0.8或更低，则已达到单元电 容器寿命终止条件。应该注意的是，作为可替代方案，比率可W被倒置使得当前时间差是分 母并且参考时间差是分子。
[0076] 根据方法的一个变型，还获得并考虑到单元电容器C的溫度。在该情况中时间差可 W与特定单元电容器溫度相关联。该溫度可W与在参考测量的时候存在的参考单元电容器 溫度进行比较。该信息可W被用来确定电容器劣化参数的值的确定的可靠性/有效性。单元 电容器的溫度可W例如借助于位于转换器单元中的一个或多个传感器(多个）、例如热沉或 环境溫度传感器来确定，或者借助于热模型通过估计来计算。
[0077] 在布置6是监督功率转换器控制器的情况中，局部转换器单元控制器可W凭借电 压传感器获得测量开始电压电平的测量并记录下测量开始电压电平被测量时的时间、即测 量开始时间。此外，局部转换器单元控制器可W凭借电压传感器获得测量结束电压电平的 测量并记录下测量结束电压电平被测量时的时间、即测量结束时间。测量开始时间和测量 结束时间可W接着被发送至监督功率转换器控制器，其可W基于测量开始时间和测量结束 时间确定出与劣化的程度相关联的电容器劣化参数的值。可替代地，局部转换器单元控制 器也可W确定出测量开始时间与测量结束时间之间的时间差，将时间差发送至监督功率转 换器控制器，对于它W确定出电容器劣化参数的值。根据一个变型，局部转换器单元控制器 可W确定出测量结束电压电平并且将测量结束电压电平发送至监督功率转换器控制器，对 于它W基于测量出的测量结束电压来确定出电容器劣化参数的值，即，在其中时间差是预 定的但在测量结束时间的测量结束电压电平在测量之前是未知的变型中。
[0078] 可替代地，如果布置6是局部转换器单元控制器，则时间差可W在已执行电压测量 之后通过局部转换器单元控制器来获得并且局部转换器单元控制器被布置成确定电容器 劣化参数的值。可替代地，测量结束电压电平可W在测量开始时间与测量结束时间之间的 时间差是预定的情况中通过局部转换器单元控制器来获得，其中局部转换器单元控制器可 W基于测量结束电压电平来确定电容器劣化参数的值。确定出的电容器劣化参数的值可W 被发送至监督功率转换器控制器，其可W针对功率转换器的所有转换器单元来存储运样的 电容器劣化参数的值。
[0079] 需要注意的是，运里所呈现的方法(多个方法)可W用来确定也在功率转换器的在 被动预充电之后的启动阶段中或在空闲模式中的单元电容器的劣化的程度。
[0080] 运里所呈现的方法和布置可W用来确定转换器单元中的基本上任何类型的电容 器、例如电解电容器和薄膜电容器的劣化的程度。
[0081] 可W设想到，运里所呈现的方法和布置可W用在高可靠性应用、例如海底应用中， 诸如用于给海底设施中的累和压缩机供电，或者用于海底HVDC/HVAC输电和配电系统，W及 诸如风能、潮软能、波浪能和海流能等的离岸发电。
[0082] W上已参照几个示例主要描述了发明构思。然而，如本领域技术人员容易领会的， 除上面所公开的那些W外的其他实施例同样可能在由随附权利要求所限定的发明构思的 范围内。
【主权项】
1. 一种确定与功率转换器（1)的转换器单元(7; 7-1 ;7-2)中的单元电容器(C)的劣化的 程度相关联的电容器劣化参数的方法，所述功率转换器包括包含冗余转换器单元的多个同 样的转换器单元(7; 7-1; 7-2)，所述转换器单元(7; 7-1; 7-2)在确定所述电容器劣化参数之 前已被绕过(7;7-1;7-2)，其中所述电容器劣化参数是所述单元电容器(C)的电容量，并且 其中所述方法包括： a) 获得与形成了直流链路的所述单元电容器的从在测量开始时间的测量开始电压电 平到在测量结束时间的测量结束电压电平的放电相关联的测量参数值， 其中所述测量开始电压电平和所述测量结束电压电平是预定的，其中所述测量参数值 是所述测量开始时间与所述测量结束时间之间的时间差，或者其中所述测量开始时间和所 述测量结束时间是预定的并且所述测量参数值是所述测量结束电压，以及 b) 基于所述测量开始时间与所述测量结束时间之间的时间差来确定所述电容器劣化 参数的值，其中所述电容器劣化参数的值的所述确定进一步基于所述测量开始电压电平和 所述测量结束电压电平，其中所述电容器劣化参数与所述测量开始时间和所述测量结束时 间之间的所述时间差成正比。2. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量开始电压电平低于标称直流 链路电压电平，所述标称直流链路电压电平是当所述转换器单元处于操作中时跨所述直流 链路的电压电平。3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述测量结束电压电平高于转换器单 元欠压保护电平。4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤b)中的所述确定进一步基于单元 电阻器(R)值。5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤b)中的所述确定进一步基于所述 转换器单元(7; 7-1; 7-2)的辅助电源的功率消耗。6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括获得所述单元电容器(C)的当前温度 并且将所述当前温度与参考温度进行比较以确定出确定所述电容器劣化参数的可靠性。7. -种确定与功率转换器（1)的转换器单元(7;7-1 ;7-2)中的单元电容器(C)的劣化的 程度相关联的电容器劣化参数的方法，所述功率转换器包括包含冗余转换器单元的多个同 样的转换器单元(7; 7-1; 7-2)，所述转换器单元(7; 7-1; 7-2)在确定所述电容器劣化参数之 前已被绕过(7; 7-1; 7-2)，其中所述方法包括： a) 获得与形成了直流链路的所述单元电容器的从在测量开始时间的测量开始电压电 平到在测量结束时间的测量结束电压电平的放电相关联的测量参数值，其中所述测量开始 电压电平和所述测量结束电压电平是预定的，并且其中所述测量参数值是所述测量开始时 间与所述测量结束时间之间的时间差，以及 b) 基于所述测量参数值来确定所述电容器劣化参数的值， 其中步骤b)包括确定出在所述时间差与指示出新的单元电容器的从起动电压到所述 测量结束电压的放电时间的参考时间差之间的比率，其中所述电容器劣化参数是所述时间 差与所述参考时间差之间的所述比率。8. -种功率转换器（1)，包括多个同样的转换器单元(7;7-1;7-2)，每个转换器单元包 括单元电容器(C)，并且每个转换器单元(7;7-1;7-2)被布置成要被绕过，所述功率转换器 进一步包括用于确定与单元电容器的劣化的程度相关联的电容器劣化参数的处理器(6a)， 其中所述电容器劣化参数是所述单元电容器(C)的电容量，所述处理器被布置成获得与所 述单元电容器的从在测量开始时间的测量开始电压电平到在当所述转换器单元(7;7-1;7_ 2)被绕过时的测量结束时间的测量结束电压电平的放电相关联的测量参数值， 其中所述测量开始电压电平和所述测量结束电压电平是预定的，其中所述测量参数值 是所述测量开始时间与所述测量结束时间之间的时间差，或者其中所述测量开始时间和所 述测量结束时间是预定的，其中所述测量参数值是所述测量结束电压， 其中所述处理器被布置成基于所述测量开始时间与所述测量结束时间之间的时间差、 所述测量开始电压电平和所述测量结束电压电平来确定所述电容器劣化参数的值，其中所 述电容器劣化参数与所述测量开始时间和所述测量结束时间之间的所述时间差成正比。9. 根据权利要求8所述的功率转换器(1)，其中所述处理器被布置在局部转换器单元控 制器或监督功率转换器控制器中。10. -种功率转换器（1)，包括多个同样的转换器单元(7;7-1;7-2)，每个转换器单元包 括单元电容器(C)，并且每个转换器单元(7;7-1;7-2)被布置成要被绕过，所述功率转换器 进一步包括用于确定与单元电容器的劣化的程度相关联的电容器劣化参数的处理器(6a)， 所述处理器被布置成获得与所述单元电容器的从在测量开始时间的测量开始电压电平到 在当所述转换器单元(7; 7-1; 7-2)被绕过时的测量结束时间的测量结束电压电平的放电相 关联的测量参数值，并且基于所述测量参数值来确定所述电容器劣化参数的值，其中所述 测量开始电压电平和所述测量结束电压电平是预定的，并且其中所述测量参数值是所述测 量开始时间与所述测量结束时间之间的时间差，并且其中所述处理器(6a)被布置成借助于 所述时间差与指示出新的单元电容器的从起动电压到所述测量结束电压的放电时间的参 考时间差之间的比率来确定所述电容器劣化参数的值，其中所述电容器劣化参数是所述时 间差与所述参考时间差之间的所述比率。
【文档编号】H02M7/00GK105830326SQ201480069254
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年11月27日
【发明人】M·施魏策尔, R·格林贝格
【申请人】Abb技术有限公司