用于运行多相的模块化的多级变流器的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于运行多相的模块化的多级变流器(2)的方法，在多级变流器的交流电压端子(U，V，W)上连接有负载(14)，其中分别在交流电压端子(U，V，W)和其两个直流电压端子(6，8)的其中一个之间分别连接有多个变流器单元(4)和扼流圈(Lz)的串联电路，变流器单元具有电容器(CSM)和带有两个可断开的半导体开关(SR，SF)的半桥，并且其中借助于装置根据多个额定值驱控每个变流器单元(4)的可断开的半导体开关(SR，SF)。根据本发明，生成至少一个额定值，其使得时间上平均地存储在变流器单元(4)的电容器(CSM)中的能量(公式I)通过负载(14)的工作点(AP)和/或模块化的多级变流器(2)的运行类型来预定。因此实现：显著地降低三相模块化的多级变流器(2)的全部变流器单元(4)的电容器的所需要的最小电容值，由此缩小变流器单元(4)的结构大小进而缩小模块化的多级变流器(2)的结构大小。
【专利说明】用于运行多相的模块化的多级变流器的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于运行多相的模块化的多级变流器的方法，在所述多级变流器 的交流电压端子上连接有负载。
【背景技术】
[0002] 模块化的多级变流器的拓扑从DE101 03 031A1中已知。在该文献中，模块化的 多级变流器也称作为M2C或而言称作为M2LC (模块化多级转换器）。所述模块化的多级变 流器与级联Η桥转换器属于单元变流器。在亚琢举办的PESC2004会议中由R. Marquardt 和A. Lescnicar公开的标题为"高压模块化多级转换器的新构想（New Concept for High Voltage-Modular Multilevel Converter) "的公开文献中，对常见的多级变流器在工业实 现方面进行分析并且相互比较，其中也介绍作为短耦合装置（Kurzkupplung)的应用中的 模块化的多级变流器。
[0003] 相对于级联Η桥转换器，根据DE101 03 031A1的模块化的多级变流器的变流器单 元分别具有两个电串联的可断开的半导体开关、尤其是绝缘栅双极晶体管（IGBT)的半桥， 其中为了存储能量而设有实现为直流电压电容器的能量存储器。
[0004] 根据官方档案编号为10 2011 006 988. 7的较早的国家专利申请，这种直流电压 电容器具有多个商用的电容器、尤其是电解电容器，所述电容器电并联和/或串联。在电解 电容器方面也能够应用薄膜电容器。这种高的电容器耗费引起具有多个变流器单元的变流 器的提高的空间需求，所述空间需求引起提高的结构上的和机械的耗费。
[0005] 根据DE101 03 031Α1，模块化的多级变流器的每个相模块都具有多个变流器单 元，所述变流器单元也称作为子模块，所述子模块电串联。有利的是：相模块的变流器单元 对称地分布在这两个阀支路上。与级联Η桥转换器相反，子模块电容器不通过自身的二极 管整流器来充电，而且经由到DC中间电路的连接来充电。通过DC总线上的相模块、例如三 相的模块化的多级变流器的电串联的子模块的连接，在六个阀支路之内的对称运行中在每 个子模块的端子上时间上平均地根据下述公式实现模块电压：
【权利要求】
1. 一种用于运行多相的、模块化的多级变流器（2)的方法，在所述多级变流器的交流 电压端子（U，V，W)上连接有负载（14)，其中在交流电压端子（U，V，W)和所述多级变流器 的两个直流电压端子出，8)的其中一个之间分别连接有多个变流器单元（4)和扼流圈（L z) 的串联电路，并且其中，借助调节装置根据多个额定值驱控每个变流器单元（4)的能断开 的半导体开关（S K，SF)，其特征在于，生成所述额定值，使得在时间上平均地存储在所述变流 器单元（4)的所述电容器
中能量
通过所述负载（14)的工作点（AP)和/或模 块化的所述多级变流器（2)的运行类型来预定。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据工作点（AP)提供存储的所述能量 (?>〇·Ρ的相应的数值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据模块化的所述多级变流器（2)的运行 类型提供存储的所述能量
的相应的数值。
4. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，离线计算存储的所述能量
的 数值。
5. 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在线计算存储的所述能量
的 数值。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，存储的所述能量
的所述离线计算 的数值存储在表格中。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为多相的、模块化的所述多级变流器（2) 的全部单元预定存储的所述能量
的额定值。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为多相的、模块化的所述多级变流器（2) 的各阀支路的全部单元预定存储的所述能量<
的额定值。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述负载（14)的测量值中确定所述负 载（14)的工作点（ΑΡ)。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，负载电流（iu，L，iu)和变流器输出电 压（u u，％2，％3)被提供作为所述负载（14)的测量值。
【文档编号】H02M7/483GK104115390SQ201380008854
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年1月22日 优先权日:2012年2月14日
【发明者】汉斯·贝恩克劳, 斯特芬·罗纳, 阿尔布雷希特·根西奥尔, 斯特芬·贝尔纳特 申请人:西门子公司