电转换器和控制方法技术

电多相位转换器（20）包括用于提供至少两个输出电压的至少两个相位分支（22），其中每个相位分支（22）包括被供应有供应电压（US_mn）的至少一个转换器单元（10），并且所述至少两个相位分支（22）适于将供应电压（US_mn）转换成所述至少两个输出电压。用于控制电多相位转换器（20）的方法包括：确定对于所述至少两个相位分支（22）的所述至少两个转换器单元（10）的至少两个供应电压（US_mn）；基于相位分支（22）的所述至少一个转换器单元（10）的所述至少一个供应电压（US_mn），确定对于每个相位分支（22）的电位区（26），电位区（26）约束由相位分支（22）可产生的可能实际相位电压；接收对于每个相位分支（22）的参考电压（Ur_m）；以及，如果对于相位分支（22）的参考电压（Ur_m）不在相位分支（22）的电位区（26）内，将参考电压（Ur_m）设置成电位区（26）的界限，并且使其它相位分支（22）的参考电压位移，其中参考电压被设置和位移使得多相位转换器（20）的输出电压之间的最小共模电压被生成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电转换器和控制方法
本专利技术涉及高功率转换器的控制的领域。具体地说，本专利技术涉及用于控制电多相位转换器的方法。此外，本专利技术涉及控制器和电多相位转换器。
技术介绍
电多相位转换器，即适于向负载提供多于一个输出相位的转换器，包括可被单独切换以生成对于每个相位的相应输出电压的相位分支。相位分支可由转换器单元组成，转换器单元可具有各自的电源供应器，例如，按每个转换器单元由整流器供应的各自的DC链路。例如，由于由转换器单元从DC链路汲取的功率，其可由于转换器单元的切换方案而变化，DC链路电压和通常地每个转换器单元的供应电压也可随时间而变化。在相位分支的参考电压极高而可用供应电压极低的情况下，相位分支不再能够生成与参考电压一样高的输出电压。US5625545示出提供三个输出相位的电驱动。每个输出相位由串联连接的转换器单元生成。在US2013/148397A1中，示出了一种方法，其中参考输出电压在电压源的可用电位区内是对称的。对称共模电压也总是被添加到参考，即使参考输出电压无一超过其电位区。“ModulationStrategiesforFault-TolerantOperationofH-BridgeMultilevelInverters”（P.Correa等，2006年，IEEE国际工业电子研讨会）研究带有串联连接的转换器单元的转换器中的故障条件。US2014/0078797A1涉及在故障的情况下的级联多级转换器的控制。参考电压基于有源单元的数量被改变。WO20015/113780A1涉及包括串联连接的转换器单元的逆变器的切换。在相位电压的最大振幅不同的情况下，输出电压的虚拟星点被位移。
技术实现思路
本专利技术的目的是更好地利用多室转换器（multicellularconverter）的可用输入电压，同时仅在转换器的输出产生低共模电压。此目的通过独立权利要求项的主题被实现。从从属权利要求项和下面的描述中将明白其它示范实施例。本专利技术的一方面涉及用于控制电多相位转换器的方法。方法可由转换器的控制器自动执行。电多相位转换器可以是适于处理多于1kV和/或多于100A的电压的高功率转换器。电多相位转换器可包括至少两个相位分支，其中每个相位分支包括被供应有供应电压的至少一个转换器单元，并且每个相位分支适于提供输出电压。此外，每个相位分支适于将由至少一个转换器单元提供的至少一个供应电压转换成输出电压。例如，每个相位电压可由一个转换器单元或者由带有它们的输出被串联互连的多个转换器单元生成。通常，多相位转换器可具有两个或三个相位分支。根据本专利技术的一实施例，方法包括：确定对于至少两个相位分支的至少两个转换器单元的至少两个供应电压。例如，可测量对于每个转换器单元的供应电压。此外，供应电压可以是DC链路电压。每个转换器单元可包括逆变器，其适于将DC供应电压（其可由转换器单元的DC链路提供）转换成AC输出电压。在每相位分支多于一个转换器单元的情况下，相位分支的转换器单元的AC输出电压可总计达相应相位分支的输出电压。每个转换器单元可包括DC链路，其可由转换器单元的整流器供应。DC链路电压和通常地供应电压可随时间而变化，因为取决于逆变器的切换状态，可从DC链路汲取更少或更多的功率。根据本专利技术的一实施例，方法此外包括：基于由相位分支的至少一个转换器提供的至少一个供应电压，确定对于每个相位分支的电位区，电位区约束和/或指示相位分支可产生的实际相位电压的可能极值。电位区可通过具有下界限（最小电位区电压）和上界限（最大电位区电压）的间隔被定义。分支的电位区可从实际供应电压被确定，将这些供应电压基于分支的转换器单元的可能切换状态可如何有助于分支的输出电压考虑在内。根据本专利技术的一实施例，方法此外包括：接收对于每个相位分支的参考电压，并且如果对于相位分支的参考电压的瞬间值不在相位分支的电位区内，则将参考电压设置成电位区的界限，并且位移（进一步）参考电压，使得在多相位转换器的输出电压之间的最小共模电压被生成。相位分支的参考电压可由外控制环路提供。在此情况下，分支的参考电压的瞬间值违犯由电位区提供的界限，通过将它位移回到电位区中来修改此参考电压。例如，这可通过将相应参考电压设置成电位区的被违犯的界限（下界限或上界限）来进行。可通过相同值（上或下）在相同方向中将其它（另外的）参考电压位移。具体而言，如果参考电压留在其电位区内，则不修改参考电压。以此方式，在相应相位分支不再能够生成与需求的参考电压一样高的输出电压时，参考电压只被修改，其可能已对诸如低的总谐波失真等另外的目标被最优化。根据本专利技术，参考电压被设置成电位区的界限，并且通过以下操作将其它参考电压位移：确定对于相位分支的过电压，过电压基于在参考电压与电位区的被违犯的界限之间的差；以及通过从相位分支的参考电压减去过电压，修改对于每个相位分支的参考电压。可对于每个相位分支测试相应参考电压是在电位区内还是在其外。在此情况下，参考电压在电位区外，过电压被确定，其可以是相应参考电压与电位区的被违犯的界限之间的差。随后从所有参考电压减去此过电压，即，所有参考电压可在相同方向中以相同量被位移。根据本专利技术的一实施例，对于每个相位分支，从由相位分支的转换器单元提供的至少一个供应电压确定在相位分支的最大可用电压，其中电位区通过最大可用电压和负最大可用电压被约束。确定电位区的一个可能性是假设电位区与带有0V的某个点是对称的，并且上界限和下界限通过可被提供为正电压（最大可用电压）或为负电压（负最大可用电压）的电压被确定。根据本专利技术的一实施例，电多相位转换器包括每相位分支一个转换器单元，并且对于相位分支的最大可用电压是相位分支的一个转换器单元的供应电压的绝对值。根据本专利技术的一实施例，电多相位转换器包括每相位分支多于一个转换器单元，其中对于相位分支的最大可用电压是相位分支的转换器单元的供应电压的绝对值之和。例如，可假设每个转换器单元可在对相位分支以正向或负向提供供应电压。在此情况下，对于相应分支的最大可用电压是所有供应电压的绝对值之和。根据本专利技术的一实施例，过电压是在参考电压与电位区的被违犯的界限之间的差。通常，过电压，即在电位区的违犯（violation）的情况下参考电压可被位移所用的电压，可被设置成参考电压（违犯界限）与被违犯的界限之间的差。在此情况下，相位分支的电位区的界限经由最大可用电压及其负值被对称确定，过电压可被计算为在参考电压与电位区的被违犯的界限之间的差。根据本专利技术的一实施例，通过比较参考电压是否小于电位区的下界限和/或大于电位区的上界限，确定对于相位分支的参考电压是否在相位分支的电位区内。通常，电位区的上界限和下界限可以是不同的。以此方式，可通过比较参考电压和电位区的两个界限来确定界限违犯。根据本专利技术的一实施例，方法进一步包括：基于修改的参考电压，确定转换器单元的切换状态，使得相位分支的输出电压再产生修改的参考电压。要理解的是，参考电压和还有修改的参考电压可被用于控制转换器单元（并且具体而言转换器单元的逆变器）的半导体开关，使得分支的输出电压遵循相应（修改的）参考电压。本专利技术的另外的方面涉及用于控制电转换器的控制器，其中控制器适于执行如在上面和下面所描述的方法。要理解的是，如在上面和在下面所描述的方法的特征可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制电多相位转换器（20）的方法，所述电多相位转换器（20）包括用于提供至少两个输出电压的至少两个相位分支（22），其中每个相位分支（22）包括被供应有供应电压（US_mn）的至少一个转换器单元（10），并且所述至少两个相位分支（22）适于将所述供应电压（US_mn）转换成所述至少两个输出电压，所述方法包括：确定对于所述至少两个相位分支（22）的所述至少两个转换器单元（10）的至少两个供应电压（Us_mn）；基于所述相位分支（22）的所述至少一个转换器单元（10）的所述至少一个供应电压（US_mn），确定对于每个相位分支（22）的电位区（26），所述电位区（26）约束由所述相位分支（22）可产生的可能实际相位电压；接收对于每个相位分支（22）的参考电压（Ur_m）；如果对于相位分支（22）的所述参考电压（Ur_m）不在对于所述相位分支（22）的所述电位区（26）内，则通过以下操作，将所述参考电压（U_（r_m）^'）设置成所述电位区（26）的界限并使其它相位分支（22）的参考电压位移：确定对于所述相位分支（22）的过电压（Ur_p_ex），所述过电压是基于在所述参考电压（Ur_p）与所述电位区（26）的被违犯的界限之间的差；通过从所述相位分支（22）的所述参考电压（Ur_m）减去所述过电压（Ur_p_ex），修改对于每个相位分支（22）的所述参考电压（U_（r_m）^'），使得所述多相位转换器（20）的所述输出电压之间的最小共模电压被生成。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.09 EP 15193639.01.一种用于控制电多相位转换器（20）的方法，所述电多相位转换器（20）包括用于提供至少两个输出电压的至少两个相位分支（22），其中每个相位分支（22）包括被供应有供应电压（US_mn）的至少一个转换器单元（10），并且所述至少两个相位分支（22）适于将所述供应电压（US_mn）转换成所述至少两个输出电压，所述方法包括：确定对于所述至少两个相位分支（22）的所述至少两个转换器单元（10）的至少两个供应电压（Us_mn）；基于所述相位分支（22）的所述至少一个转换器单元（10）的所述至少一个供应电压（US_mn），确定对于每个相位分支（22）的电位区（26），所述电位区（26）约束由所述相位分支（22）可产生的可能实际相位电压；接收对于每个相位分支（22）的参考电压（Ur_m）；如果对于相位分支（22）的所述参考电压（Ur_m）不在对于所述相位分支（22）的所述电位区（26）内，则通过以下操作，将所述参考电压（U_（r_m）^'）设置成所述电位区（26）的界限并使其它相位分支（22）的参考电压位移：确定对于所述相位分支（22）的过电压（Ur_p_ex），所述过电压是基于在所述参考电压（Ur_p）与所述电位区（26）的被违犯的界限之间的差；通过从所述相位分支（22）的所述参考电压（Ur_m）减去所述过电压（Ur_p_ex），修改对于每个相位分支（22）的所述参考电压（U_（r_m）^'），使得所述多相位转换器（20）的所述输出电压之间的最小共模电压被生成。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对于每个相位分支（22），从由所述相位分支（22）的所述至少一个转换器单元（10）提供的所述至少一个供应电压（US_mn）确定在所述相位分支的最大可用电压（US_m）；其中所述电位区（26）通过所述最大可用电压（US_m）和负最大可用电压来约束。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述电多相位转换器（20）包括每相位分支（22）一个转换器单元（10），并且对于相位分支（22）的所述最大可用电压（US_m）是所述相位分支（22）的所述一个转换器单元（10）的所述供应电压（US_mn）的绝对值；或者其中所述电多相位转换器（20）包括每相位分支（22）多于一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：A卡利金，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI