用于转换电功率的转换器模块以及用于光伏设备的具有至少两个转换器模块的逆变器制造技术

描述一种转换器模块(10)，其用于借助具有至少一个时钟操控的功率电子半导体开关(14)的转换器电路(12)来转换电功率。该转换器模块包括壳体；第一中间回路连接端(18a)；布置在所述壳体(16)中的并且与所述第一中间回路连接端(18a)以及与所述转换器电路(12)连接的电容器(20)，该电容器用于使加载在所述第一中间回路连接端(18a)上的直流电压稳定。所述转换器模块(10)具有与所述电容器(20)且与所述第一中间回路连接端(18a)连接的第二中间回路连接端(18b)，其中，所述第一间回路连接端(18a)和所述第二中间回路连接端(18b)构型用于与用于转换电功率的其他转换器模块(10)的中间回路连接端(18a，18b)连接。逆变器可以通过至少两个转换器模块(10)构造，这些转换器模块通过它们的分别一个中间回路连接端(18a、18b)彼此连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于转换电功率的转换器模块以及一种用于光伏设备的具有至少两个转换器模块的逆变器。用于光伏设备的逆变器用于将由光伏发电机以直流电形式产生的电功率转换为交流电以用于馈入交流电网。为此，逆变器通常包括用于调节加载在光伏发电机上的直流电压的输入侧直流电压转换器、直流电压中间回路和输出侧的逆变器桥。
技术介绍
由EP1195877A1已知一种具有通过直流电压中间回路连接的变流器模块的变流器系统，其中，所述直流电压中间回路包括两个直流电压母线和一个布置在直流电压母线之间的直流电压中间回路电容器。在此，给变流器模块中的每个变流器分配直流电压中间回路电容器中的一部分，使得给每个变流器模块分配必要的直流电压中间回路电容器的所测量的份额(“分布式中间回路”)，其中，所述份额至少这样大，使得其可以承受由所述模块输入到中间回路的交变电流。由此，可以将损坏的变流器模块从共同的中间回路去耦合，使得中间回路上的其他模块能够无中断地继续运行。由DE10062075A1已知一种具有集成的中间回路电容器的变流器，在该变流器中，传统的中间回路电容器分成多个具有较小的电容量的中间回路电容器，所述具有较小的电容量的中间回路电容器分别可以是半桥模块或者桥模块的集成的组成部分。变流器可以由多个这种半桥或者全桥模块组成，其中，分配给各个模块的电容器借助相应模块的电特性独立地来确定并且一个变流器包括至少一个模块。由WO2012/162570A1已知一种由耦合到一个共同的直流电压总线上的发电机和负载组成的模块化系统，在该系统中，发电机或者负载可以在系统没有其他变化的情况下从系统中被去除或者被添加到系统中。在此，直流电压总线上的电压可以根据当前产生的和当前消耗的功率在最小和最大工作电压之间波动，其中，根据直流电压总线上的当前电压控制所产生的功率或者所消耗的功率。由US2004/125618已知一种用于转换电功率的设备，该设备包括经调节的直流电压中间回路，可灵活地将不同的源(Quellen)——例如用于光伏发电机或者用于电池的直流电压转换器——以及沉(Senken)——尤其用于将电功率馈入到交流电网的逆变器桥——连接到该直流电压中间回路上。所述直流电压中间回路可以实施为光伏设备的逆变器的一部分，或者也可以实施为其他直流电压转换器——例如电池充电转换器的一部分。在此，必须这样调节由所述设备转换的电功率，使得直流电压中间回路的电压保持在预给定的边界以内。由DE102006011241已知一种具有多个变流器装置的变流器装置列，在该变流器装置列中，每个变流器装置都具有网络连接端和负载连接端。变流器装置具有至少一个基本变流器装置，其中，所述基本变流器装置可以借助其网络连接端和负载连接端并联地电连接，使得通过多个基本变流器装置的并联电路并且在使用统一部件的情况下可以制造不同功率等级的变流器装置。
技术实现思路
专利技术任务本专利技术基于的任务为，展示一种用于转换电能的转换器模块，该模块可以简单地且灵活地用于不同的用途并且可以简单地且灵活地与同种转换器模块组合；并且提出一种用于光伏设备的逆变器，该逆变器包括至少两个转换器模块并且可以简单地配置和简单地扩展。解决方案通过具有独立权利要求1的特征的转换器模块以及具有权利要求7的特征的逆变器来解决所述任务。优选的实施方式在从属权利要求中定义。专利技术描述根据本专利技术的用于借助具有至少一个时钟操控的功率电子半导体开关的转换器电路来转换电功率的转换器模块包括壳体、第一中间回路连接端以及布置在壳体中的并且与第一中间回路连接端和所述转换器电路连接的电容器，该电容器用于稳定加载在第一中间回路连接端上的直流电压。所述转换器模块的特征在于，其具有与电容器并且与第一中间回路连接端连接的第二中间回路连接端。在此，第一和第二中间回路连接端构型用于与用于转换电功率的其他转换器模块的中间回路连接端来连接。通过所述两个中间回路连接端，所述转换器模块可以被简单地与其他同种的转换器模块连接并且灵活地被使用。尤其，除了第一中间回路连接端以外还存在第二中间回路连接端，由此可以将原则上任意数量的根据本专利技术的转换器模块彼此以链的形式连接。另外，根据本专利技术的转换器模块的电容器可以被与其他转换器模块的电容器连接并且可以构造总中间回路，使得转换器模块的电容器可以被设计成相比对于通过单个转换器模块转换额定电功率真正所需的电容器更小。所述第一和第二中间回路连接端可以对置地布置在转换器模块的壳体上并且尤其可以实施为彼此兼容的插接连接件，其中，所述插接连接件尤其可以实现为由插头和与插头相兼容的插座组成的配对插接连接件。由此能够实现在空间上以链的形式彼此相邻地或者彼此前后地布置多个根据本专利技术的转换器模块，其中，所述转换器模块之间的电连接可以用简单的工具——也就是说通过直线导通的连接部、例如柔性的线缆，或者通过彼此兼容的配对插接连接件的直接的插合来制造。另外，电连接的制造可以与转换器模块的机械连接同时发生，其方式是：所述转换器模块的壳体通过合适的机械兼容的锁止装置彼此来连接，其中，所述机械连接同时导致配对插接连接件组接在一起并从而导致制造电连接。这样的插合可以特别有利地由以下方式实现：兼容的插接连接件布置在转换器模块的壳体的对置的侧上。在此，插接连接件尤其彼此镜像地布置在壳体的对置的侧上，其中，镜像轴处在壳体的彼此平行的侧之间的中部。因此，所述中间回路连接端可以这样布置，使得所述中间回路连接端在转换器模块的允许的壁组装的组装位置沿水平的或者竖直的连接线布置，使得能够彼此相邻地或者彼此相叠地实现转换器模块的对齐的布置。在中间回路连接端实施为配对插接连接件的情况下且因此各个转换器模块可以被直接彼此插接，而在兼容的插接连接件的情况下尤其也可以借助于中间件。在此，中间件例如可以是刚性的或者部分柔性的导体，中间件在两侧具有与中间回路连接端兼容的插接连接件，使得在中间件与中间回路连接端之间分别可以制造配对插接连接。在此情况下，其他种类的彼此电接通的连接——尤其螺纹连接、夹紧连接或者卡口连接也落入插接连接的概念中；钎焊连接或者熔焊连接也是可以考虑的，其中，然而所述钎焊连接或者熔焊连接与其他提及的连接种类相比微微降低根据本专利技术的转换器模块的灵活性。所述转换器模块可以具有至少一个功率连接端，所述功率连接端适合于将电功率运送到转换器模块中和/或从转换器模块里运送出。这样的功率连接端尤其设置用于与产生和/或消耗电功率的单元连接。产生电功率的单元尤其是直流发电机。消耗电功率的单元尤其可以包括直流负载，例如具有直流马达或者加热元件的直流回路；或者交流负载，例如交流马达，岛网(Inselnetz)或者家用电网或者公共的交流电网。存储元件例如电池或者具有高电容量的电容器在此情况下呈现双向的、既产生又消耗电功率的单元。同样可以双向地与交流电网交换电功率。一种根据本专利技术的用于能量产生设备的逆变器包括至少两个用于转换电功率的转换器模块。所述转换器模块分别具有壳体、至少一个功率连接端和第一中间回路连接端。此外，所述转换器模块具有与第一中间回路连接端连接的电容器，该电容器用于稳定加载在第一中间回路连接端上的直流电压；并且包括具有至少一个时钟操控的功率电子半导体开关的转换器电路。在此，至少两个转换器模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换器模块(10)，其用于借助具有至少一个时钟操控的功率电子半导体开关(14)的转换器电路(12)来转换电功率，该转换器模块包括：壳体；第一中间回路连接端(18a)；布置在所述壳体(16)中的并且与所述第一中间回路连接端(18a)以及与所述转换器电路(12)连接的电容器(20)，该电容器用于使加载在所述第一中间回路连接端(18a)上的直流电压稳定，其特征在于，所述转换器模块(10)具有与所述电容器(20)且与所述第一中间回路连接端(18a)连接的第二中间回路连接端(18b)，其中，所述第一间回路连接端(18a)和所述第二中间回路连接端(18b)构型用于与用于转换电功率的其他转换器模块(10)的中间回路连接端(18a，18b)连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.29 DE 102014105985.91.一种转换器模块(10)，其用于借助具有至少一个时钟操控的功率电子半导体开关(14)的转换器电路(12)来转换电功率，该转换器模块包括：壳体；第一中间回路连接端(18a)；布置在所述壳体(16)中的并且与所述第一中间回路连接端(18a)以及与所述转换器电路(12)连接的电容器(20)，该电容器用于使加载在所述第一中间回路连接端(18a)上的直流电压稳定，其特征在于，所述转换器模块(10)具有与所述电容器(20)且与所述第一中间回路连接端(18a)连接的第二中间回路连接端(18b)，其中，所述第一间回路连接端(18a)和所述第二中间回路连接端(18b)构型用于与用于转换电功率的其他转换器模块(10)的中间回路连接端(18a，18b)连接。2.根据权利要求1所述的转换器模块(10)，其特征在于，所述第一中间回路连接端(18a)和所述第二中间回路连接端(18b)对置地布置在所述转换器模块(10)的壳体(16)上。3.根据权利要求1或2所述的转换器模块(10)，其特征在于，所述第一中间回路连接端(18a)和所述第二中间回路连接端(18b)实施为彼此兼容的插接连接件，尤其实施为插座和插头形式的配对插接连接件。4.根据以上权利要求中任一项所述的转换器模块(10)，其特征在于，所述中间回路连接端(18a，18b)布置在所述转换器模块(10)的所述壳体(16)的对置的侧上，尤其彼此相对镜像地布置，其中，镜像轴处在所述壳体(16)的彼此平行的侧之间的中部。5.根据以上权利要求中任一项所述的转换器模块(10)，其特征在于，所述中间回路连接端(18a，18b)在所述转换器模块(10)的允许的壁组装的组装位置中沿水平或者竖直的连接线布置。6.根据以上权利要求中任一项所述转换器模块(10)，其特征在于，所述转换器模块(10)包括至少一个功率连接端(22)，所述功率连接端用于与产生电功率的直流发电机连接；与消耗电功率的直流电负载或者交流电负载连接；与直流电池或者与交流电网连接。7.一种用于能量产生设备的逆变器(30)，其中，所述逆变器(30)包括用于转换电功率的至少两个转换器模块(10a，10b)，其中，所述转换器模块(10a，10b)分别具有：壳体(16)；至少一个功率连接端(22a，22b)；第一中间回路连接端(18a)；与第一中间回路连接端(18a)连接的电容器(20a，20b)，所述电容器用于使加载在第一中间回路连接端(18a)上的直流电压稳定；以及具有至少一个时钟操控的功率电子半导体开关(14a，14b)的转换器电路(12a，12b)，其中，所述至少两个转换器模块中的一个转换器模块(10a)的转换器电路(12a)实施为直流电压转换器，并且所述至少两个转换器模块中的另一个转换器模块(10b)的转换器电路(12b)实施为逆变器桥，其特征在于，所述至少两个转换器模块(10a，10b)分别具有与所述电容器(20a，20b)且与相应的转换器模块(10a，10b)的第一中间回路连接端(18a)连接的第二中间回路连接端(18b)，并且所述至少两个转换器模块(10a，10b)分别通...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯·伯杰，
申请(专利权)人：艾思玛太阳能技术股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE