(i = 2)。此外，方法600包括通过控制器120确 定6080.5*Vdc > Vref, i。如果运个条件不满足，控制器120在预定时间周期之后返回到方法步 骤608,直到满足条件。
[0112] 一旦方法步骤608中所描述的条件被达到，方法600包括将S-Cell 2从导通状态 (1)转换610到非导通状态(0)(由此电气隔离C-Cell 1)，并且i增加1，即i = i+l。然后，方法 600包括612,确定i< η。只要i小于η，就进行电压比较，并且S-Cell从右向左依次断开，直到 i = n+l。一旦i=n，即，S-Cell n+1断开，方法600返回到方法步骤610,并且生成i = i+l，使 得当i增加到n+2时，方法步骤610的要求不再得到满足。由此，在方法600运一点处，所有C- Cell在相脚536被充电和电气隔离，并且方法600进行确定614VDC含Vref.Dc，即通过关闭S- Cell n+1用于被充电的DC链路装置530参考电压值用于使相角536开始工作。DC预充电器 152对装置530的运种充电继续，直到方法步骤614的条件不再得到满足，即Vref,DC>VDC。一旦 装置530被完全充电，DC预充电器152被断电616。
[0113] 上述多电平功率变换器提供用于在相关联的多电平变换器投入服务时在预充电 期间监测飞跨电容器的操作所需的电压传感器的数量。而且，如在本公开的示例实施例指 示，本文所描述的系统和方法不限于任何单个的多电平变换器拓扑。例如，本文公开的系统 和方法可与多单元变换器(MC)拓扑、堆找多单元变换器(SMC)拓扑、有源中性点错位(ANPC) 变换器拓扑和嵌套中性点试行(NPP)变换器拓扑一起使用。同样，用于飞跨电容器的电压传 感器的数量被减少，并且到相关联控制器的输入/输出（I/O)通道的数量减少，由此减小了 相关的电缆和线路。因此，配置成本和相关联的处理资源被减少。因此，装配多电平变换器 的成本减少。
[0114] 本文所描述的方法、系统和装置的示例性技术效果包括下列中的至少一个：（a)减 小在多电平变换器使用的电压传感器的数量；（b)顺序地预充电，并且然后使用DC链路两端 的电压测量装置在多电平变换器的各个相脚电气隔离飞跨电容器至预定的电压电平作为 用于每个飞跨电容器的单个电压指示；（C)减小I/O通道的数量和相关联的布线和控制器配 置努力;和(d)降低需要预防和校正维护部件的数量。
[0115] 用于操作电力变换系统的方法、系统和装置的示例实施例不限于本文描述的具体 实施例，而是，系统和/或方法步骤的组件可与本文所描述的其他组件的和/或步骤独立地 及分开地使用。例如，所述方法、系统和装置也可W与在功率变换器投入服务之前需要预充 电的其他系统组合使用，并且不限于仅使用如本文所述的运些系统和方法来实施。而是，示 例实施例能够与从没有用于各电容器的电压测量装置的预充电电容受益的许多其他应用、 装置和系统结合被实现和应用，例如，并且没有例外，变速驱动器(VSD)。
[0116] 虽然本公开的各种实施例的具体特征可在一些附图而不在其他附图中显示，但运 仅是为了方便。根据本公开的原理，结合任何其他附图的任何特征，附图的任何特征可W被 参照和/或被主张。
[0117] -些实施例设及使用一个或多个电子或计算装置。运类装置通常包括处理器或控 制器，例如通用中央处理单元（CPU)、图形处理单元(GPU)、微控制器、精简指令集计算机 (RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)和/或能够运行本文描述的功 能的任何其他电路或处理器。本文描述的方法可编码为包含在计算机可读介质中的可运行 指令，包括，但不限于，存储装置和/或存储器装置。当由处理器执行时，运类指令使所述处 理器至少执行本文描述方法的一部分。上述实例只是示例性的，并且因而并不旨在W任何 方式限制术语处理器的定义和/或含义。
[0118] 本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并还使本领域技术人员能实 践本发明，包括制作和使用任何装置或系统及执行任何结合的方法。本发明可专利范围由 权利要求限定，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利 要求文字语言无不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的文字语言无实质不同的 等效结构要素，则它们规定为在该权利要求的范围之内。
[0119] 附图标记说明
[0120]
[0121]
[0122]
【主权项】
1. 一种用于功率变换器（106; 108; 110)的电路（160; 300; 500)，所述电路包括： 导电元件（162，164;362,364,374,376,378,380;574,576,578); 耦合到最接近交流(AC)电源（104)的所述导电元件的第一开关装置(132,582); 耦合到最接近直流(DC)链路（112;312)的所述导电元件的电压测量装置（154)，其中所 述电路在所述交流电源和所述直流链路之间延伸； 耦合到所述导电元件的DC电压源（152); 耦合到所述导电元件的第一电容装置（134;584)，所述第一电容装置定位在所述第一 开关装置和所述电压测量装置之间； 耦合到所述导电元件的第二开关装置（132;582)，所述第二开关装置定位在所述第一 电容装置和所述电压测量装置之间；和 操作地耦合到所述DC电压源、所述电压测量装置、所述第一开关装置和所述第二开关 装置的控制器（120)，所述控制器配置成当由所述电压测量装置生成的所测量电压信号基 本上表示参考电压值时，断开所述第二开关装置。2. 根据权利要求1所述的电路（160; 300; 500 )，其中所述导电元件（162，164; 362，364， 374，376，378，380; 574，576，578)包括耦合到至少正DC汇流条（129，329)的第一导电元件 (162; 362; 574)和耦合到至少负DC汇流条（131，331)的第二导电元件（164;364; 576)，所述 电压测量装置配置成测量在所述正DC汇流条和所述负DC汇流条之间延伸的至少一个DC链 路装置上的电压。3. 根据权利要求1所述的电路（160 ; 300; 500 )，其中所述第一开关装置（132，582)配置 成使所述电路与AC电源(104)隔离。4. 根据权利要求1所述的电路（160; 300; 500)，其中所述DC电压源（152)是配置成使用 预定电压值对所述电路供电的DC预充电器(152)。5. 根据权利要求1所述的电路(160; 300; 500 )，还包括： 耦合到所述导电元件（162,164; 362,364，374,376,378，380; 574,576，578)的第二电容 装置（134;584);和 耦合到所述导电元件的第三开关装置（132; 382; 386; 582)，所述第二电容装置（134; 584)定位在所述第二开关装置（132;582)和所述第三开关装置之间，以及所述第三开关装 置定位在所述第二电容装置和所述电压测量装置(154)之间。6. 根据权利要求5所述的电路（160 ;300;500)，其中所述第一电容装置(134; 584)、所述 第二开关装置（132; 582)、所述第二电容装置（134;584)和所述第三开关装置（132; 382; 386; 582)限定以嵌套配置交替的多个所述开关装置（132; 382; 386; 582)和多个所述电容装 置（134;384;584)。7. 根据权利要求6所述的电路（160;300;500)，其中以嵌套配置交替的所述多个所述开 关装置（132; 382; 386; 582)和所述多个所述电容装置（134; 384; 584)配置成顺序地对所述 多个电容装置的所述电容装置的每一个供电至相关联的预定电压。8. 根据权利要求1所述的电路（160;300;500)，其中所述控制器（120)包括比较器装置 (126)。9. 根据权利要求1所述的电路（160; 300; 500)，其中所述控制器(120)包括计算机，其包 括处理器(124)和耦合到所述处理器的存储装置(120)。10. 一种电力系统，包括： 交流(AC)电源（104); 直流(DC)链路（112;312);和 第一功率变换器（108，110 )，其包括在所述AC电源和所述DC链路之间延伸的电路（160; 300; 500)，所述电路包括： 导电元件（162，164;362,364,374,376,378,380;574,576,578); 耦合到最接近所述AC电源的所述导电元件的第一开关装置(132;582); 耦合到最接近所述DC链路的所述导电元件的电压测量装置（154)，其中所述电路在所 述AC电源和所述DC链路之间延伸； 耦合到所述导电元件的DC电压源（152); 耦合到所述导电元件的第一电容装置（134;584)，所述第一电容装置定位在所述第一 开关装置和所述电压测量装置之间； 耦合到所述导电元件的第二开关装置（132;582)，所述第二开关装置定位在所述第一 电容装置和所述电压测量装置之间；和 操作地耦合到所述DC电压源、所述电压测量装置、所述第一开关装置和所述第二开关 装置的控制器（120)，所述控制器配置成当由所述电压测量装置生成的所测量电压信号基 本上表示参考电压值时，断开所述第二开关装置。
【专利摘要】本发明题为用于操作功率变换器的系统和方法。一种用于功率变换器的电路，包括最接近交流(AC)电源的所述导电元件的第一开关装置。所述电路还包括最接近直流(DC)链路的电压测量装置，并且在所述AC电源和所述直流链路之间延伸。所述电路进一步包括DC电压源和第一电容装置。所述第一电容装置定位在所述第一开关装置和所述电压测量装置之间。所述电路进一步包括定位在所述第一电容装置和所述电压测量装置之间的第二开关装置。所述电路还包括操作地耦合到所述DC电压源、所述电压测量装置、所述第一开关装置和所述第二开关装置的控制器。所述控制器配置成当由所述电压测量装置生成的所测量电压信号基本上表示参考电压值时，断开所述第二开关装置。
【IPC分类】H02M1/08, H02M5/458
【公开号】CN105656317
【申请号】
【发明人】苑志辉, Q·陈, S·施罗伊德, 沈捷
【申请人】通用电气公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年11月27日