模块化变流器和模块化变流器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种模块化变流器(1)，具有连接组件(2)、控制组件(3)、供电组件(4)、背板组件(5)和负载组件(6)，其中通过连接组件(2)可以分配输入和输出信号(7，8)以及输入和输出交流电压(9，10)，通过控制组件(3)的控制单元(11)能够为逆变器(15)生成第一控制信号(12)，通过在供电组件(4)的整流器(13)能够将初级电网(30)的输入交流电压(9)转换成中间电路直流电压(16)，通过直流电压中间电路(17)和背板组件(5)的控制信号电路(18)可以为逆变器(15)分配中间电路直流电压(16)和第一控制信号(12)，通过负载组件(6)的逆变器(15)可以将中间电路直流电压(16)转换成用于负载(27)或次级电网的输出交流电压(10)，逆变器(15)具有由GaN或InGaN制成的功率半导体开关(19)，其能够以至少400V的截止电压和至少40kHz的时钟频率运行，并且连接组件(2)和背板组件(5)分别与控制组件(3)、供电组件(4)和负载组件(6)通过可松脱的机械连接(31)电连接。本发明专利技术还涉及一种具有模块化变流器(1)和变流器扩展组件(24)的模块化变流器系统(23)。

Modular converter and modular converter system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模块化变流器和模块化变流器系统
本专利技术涉及一种模块化变流器，其具有连接组件、控制组件、供电组件、背板组件和负载组件，以及涉及一种模块化变流器系统，具有模块化变流器、背板总线和变流器扩展模块。
技术介绍
现今在大多情况下，电变流器具有功率半导体开关或者具有带有布置在桥式电路中的基于硅(例如Si或SiC)的功率半导体开关的功率模块，为了对例如与运行相关地出现的热量进行散热，该电变流器通常需要实心(massiv)金属冷却体。当常规的功率半导体开关要在例如大于400V的高截止电压、例如大于40kHz的高时钟频率以及大于7A的开关电流的操作中操作时，尤其如此。现今形成这种电变流器(尤其是具有直流中间电路的变频器)的基本结构组件仅涉及一些基础变流器组件、例如功率部件，这些基础变流器组件由用于直流和交流的功率模块、用于冷却功率模块的功率半导体开关的实心金属冷却体以及用于调节逆变器或整流器(例如使用自换向整流器)的控制单元构成。这些基础变流器组件基本上构成了当前设计的电变流器的只能在很少的自由度上进行更改的核心，因此在多种变流器类型上和经过多个代次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化变流器(1)，具有连接组件(2)、控制组件(3)、供电组件(4)、背板组件(5)和负载组件(6)，其中/n-借助于所述连接组件(2)能够分配输入信号和输出信号(7、8)以及输入交流电压和输出交流电压(9、10)，/n-借助于所述控制组件(3)的控制单元(11)能够为逆变器(15)生成第一控制信号(12)，/n-借助于所述供电组件(4)的整流器(13)能够将初级电网(30)的输入交流电压(9)转换为中间电路直流电压(16)，/n-借助于直流电压中间电路(17)和所述背板组件(5)的控制信号电路(18)能够为所述逆变器(15)分配所述中间电路直流电压(16)和所述第一控制信号(12)...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 EP 17194124.81.一种模块化变流器(1)，具有连接组件(2)、控制组件(3)、供电组件(4)、背板组件(5)和负载组件(6)，其中
-借助于所述连接组件(2)能够分配输入信号和输出信号(7、8)以及输入交流电压和输出交流电压(9、10)，
-借助于所述控制组件(3)的控制单元(11)能够为逆变器(15)生成第一控制信号(12)，
-借助于所述供电组件(4)的整流器(13)能够将初级电网(30)的输入交流电压(9)转换为中间电路直流电压(16)，
-借助于直流电压中间电路(17)和所述背板组件(5)的控制信号电路(18)能够为所述逆变器(15)分配所述中间电路直流电压(16)和所述第一控制信号(12)，
-借助于所述负载组件(6)的所述逆变器(15)能够将所述中间电路直流电压(16)转换为用于负载(27)或次级电网的输出交流电压(10)，
-所述逆变器(15)具有由GaN或InGaN制成的功率半导体开关(19)，所述功率半导体开关能够以至少400V的截止电压和至少40kHz的时钟频率运行，并且
-所述连接组件(2)和所述背板组件(5)分别借助于能松脱的机械连接(31)与所述控制组件(3)、所述供电组件(4)和所述负载组件(6)电连接。


2.根据权利要求1所述的模块化变流器(1)，其中，所述整流器(13)具有由GaN或InGaN制成的功率半导体开关(19)，该功率半导体开关能够以至少400V的截止电压和至少40kHz的时钟频率运行。


3.根据权利要求2所述的模块化变流器(1)，其中，借助于所述控制组件(3)的所述控制单元(11)能够产生用于所述整流器(13)的第二控制信号(14)，并且其中，借助于所述背板组件(5)的所述控制信号电路(18)能够为所述整流器(13)分配所述第二控制信号(14)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的模块化变流器(1)，具有电容器组件(20)，所述电容器组件具有中间电路电容器(21)和/或具有换向电容器，其中，所述电容器组件(20)借助于能松脱的机械连接(31)至少与所述背板组件(5)电连接。


5.根据前述权利要求中任一项所述的模块化变流器(1)，具有EMV组件(22)，所述EMV组件带有LC滤波电路(32)，其中，所述EMV组件(22)借助于能松脱的机械连接(31)之一至少与所述连接组件(2)电连接。


6.根据前述权利要求中任一项所述的模块化变流器，具有另外的供电组件，所述另外的供电组件带有另外的整流器，所述另外的供电组件借助于能松脱的机械连接与第一连接组件和第一背板组件电连接。


7.根据前述权利要求中任一项所述的模块化变流器(1)，具有另外的负载组件(25)，所述另外的负载组件带有另外的逆变器(26)，其中，所述另外的负载组件(25)借助于能松脱的机械连接(31)与所述连接组件(2)和所述背板组件(5)电连接。


8.根据权利要求7所述的模块化变流器，其中，负载或次级电网能够一同借助于所述负载组件的所述逆变器和所述另外的负载组件的所述另外的逆变器来运行。


9.根据权利要求7所述的模块化变流器(1)，其中，所述负载(27)或所述次级电网能够借助于所述负载组件(6)的所述逆变器(15)...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯·菲尔斯特，法比安·迪波尔德，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE