用于变流器的电路组件、用于运行变流器的方法和具有这种电路组件的飞机技术

本发明专利技术说明了用于电供给多相的电动马达（2）的变流器（1）的电路组件。所述组件具有：‑多个直流电压供给的（+DC、‑DC）相位中间回路电路（13），和‑多个各与相位中间回路电路（13）电连接的逆变器电路（5），‑其中，对于每个相位相应地存在有相位中间回路电路（13）和逆变器电路（5），所述相位中间回路电路和逆变器电路共同形成换向单元（14）。同样说明了具有这种电路组件的飞机以及具有这种电路组件的运行方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于变流器的电路组件、用于运行变流器的方法和具有这种电路组件的飞机
本专利技术涉及用于变流器（Umrichters）的电路组件，所述变流器用于电供给多相的电子马达。本专利技术还涉及具有这种电路组件的组件以及具有这种组件的飞机。此外，本专利技术涉及用于运行这种电路组件的方法。
技术介绍
电流转换器（Stromrichter）被称为变流器，还被称为换流器，所述电流转换器从交流电压或直流电压中产生在频率和振幅方面改变了的交流电压。变流器经常构造为AC/DC-DC/AC变流器或DC/AC变流器，其中，从输入交流电压或输入直流电压中通过直流电压中间回路和节拍化的（getakteten）半导体来产生输出交流电压。在图1中示出示例性的AC/DC-DC/AC变流器1的方框连接图，在其中，三相的输入电压U1形成到用于驱动电动马达2的三相的输出电压U2中。变流器1具有整流器电路3、中间回路4和逆变器电路5。整流器电路3、中间回路4和逆变器电路5通过控制回路单元6进行控制。在公开文献DE102015206627A1中公开这种变流器1。图2示出具有壳体7或结构的框架的通常的DC/AC变流器1的方框连接图，在其中安置有结构部件。主要的结构的功率电子的结构部件包括功率半导体开关8、中间回路4和控制逻辑电路9。功率半导体开关8是低电感的并且由此在空间上很靠近地连结到中间回路4处。每变流器1存在有中间回路4，所述中间回路又能够由多个互连的电容器构成，以便满足所有电压和电流承载要求，单个电容器本身来说（fürsichgenommen）不能够满足所述电压和电流承载要求。变流器1的单个构件通常处于不透气地划界周围环境的壳体7之内。在电驱动的飞机的情况下的应用要求变流器1的高的失效安全性。
技术实现思路
本专利技术的任务是，说明用于变流器和其运行的解决方案，所述解决方案在小的重量的情况下保证高的失效安全性。根据本专利技术，所提出的任务藉由独立专利权利要求的电路组件、组件、飞机和方法解决。有利的改进方案在从属权利要求中进行说明。本专利技术的核心在于将变流器末级分开到具有相位中间回路的相位选择性的换向单元中。可选地，能够借助于汇聚式中间回路将相位中间回路聚集在一起。分离的单个构件能够有利地构建为结构的单个元件并且与彼此互连。根据本专利技术，中间回路被分解为多个与彼此分离的（并且由此电地关于单个的大的中间回路电容器的功能性解耦的）单个中间回路。电动马达的每个相位获得所述电动马达的“专用的”中间回路。汇聚式中间回路能够与单个相位中间回路并联，从而来自高电压电池地，如到目前为止那样存在有具有高电压联接部的仅仅“一个”中间回路。根据要求还能够放弃汇聚式中间回路。当中间回路被分解为单个的相位中间回路时，电压纹波相对于共同的中间回路上升，HV电池经历所述中间回路（要求的内容是，将所述纹波限制到一定的值）。汇聚式中间回路减少所述纹波。也就是说，这是优化的问题。能够添加汇聚式中间回路，而获得“共同原因”，而所述组件但在同时减少了的故障率的情况下是重量优化的。或汇聚式中间回路被省略，然后相位中间回路必须较大地定尺寸（较重），但是其中，整个系统的可靠性变得最佳。在H形桥的情况下，纹波相对于选择性的半桥式中间回路稍微减少。因此能够宁愿放弃汇聚式中间回路。而这始终是在重量与可靠性之间的权衡。作为所述分开的结果得出如下的结论，所述结论实现本专利技术的基本的性质：单个相位是具有专用的壳体的结构的单个模块，所述单个模块能够径向地进行布置。对于所有单个的相位模块存在有同样安置在额外壳体中的控制单元，所述控制单元能够处于通过径向地布置的单个相位形成的外部的环之内。本专利技术要求保护用于电供给多相的电动马达的变流器的电路组件，具有：-多个直流电压供给的相位中间回路电路，和-多个各与相位中间回路电路电连接的逆变器电路，-其中，对于每个相位相应地存在有相位中间回路电路和逆变器电路，所述相位中间回路电路和逆变器电路共同形成换向单元。本专利技术提供如下优点，即能够提供在优化了的重量的情况下的具有高的失效安全性的变流器。在改进方案中，电路组件具有汇聚式中间回路电路，在其处并联地接上相位中间回路电路。在另外的特征（Ausprägung）中，逆变器电路能够通过功率半导体开关以半桥式电路形成。在另外的设计方案中，逆变器电路通过功率半导体开关以H形桥式电路形成。在改进方案中，相位中间回路电路能够具有至少一个第一电容器。在改进方案中，汇聚式中间回路电路能够具有至少一个第二电容器。在另外的构造方案中，电路组件能够具有控制逻辑电路，所述控制逻辑电路能够控制逆变器电路。在另外的设计方案中，电路组件能够具有在输入侧接上到相位中间回路电路处的保险电路、例如爆炸保险，所述保险电路能够将从属的换向单元在需要时（例如在干扰情况中）突然地与直流电压分离。在改进方案中能够存在有与控制逻辑电路电连接的中央的控制单元，所述控制单元操控控制日志电路。本专利技术还要求保护具有根据本专利技术的组件和具有至少一个通过所述电路组件供给的、电驱动的传动机构的飞机。本专利技术还要求保护用于运行根据本专利技术的电路组件的方法，其中，从直流电压中产生在振幅和频率方面可变的多相的交流电压。在所述方法的改进方案中能够以交流电压来供给电动马达。附图说明本专利技术的另外的特点和优点能够从多个实施例根据示意性的附图的随后的阐释中看出。其中：图1：示出根据现有技术的AC/DC-DC/AC变流器的方框连接图，图2：示出根据现有技术的DC/AC变流器的方框连接图，图3：示出具有相位中间回路和具有汇聚式中间回路的DC/AC变流器的方框连接图，图4：示出具有相位中间回路的DC/AC变流器的方框连接图，以及图5：示出电驱动的飞行行驶工具的方框连接图。具体实施方式根据本专利技术，变流器的中间回路功率半导体的末级配对（Endstufenpaarung）被划分为多个单个元件。每个单个元件相应于用于马达相位（Motorphase）的换向单元。在此，换向单元能够实施为半桥式电路（图3）或实施为H形桥式电路（图4）。从高电压源看，汇聚式中间回路接着将单个换向单元连接到总中间回路。中央的监控构件（=中央的控制单元）控制换向单元。换向单元的单个电容（Einzelkapazitäten）（=第一电容器）被保持得小，以便节省重量和体积。单个电容的功能在于实现相应的相位的弱电感的换向单元。在变流器之内不存在纹波电压要求，所述纹波电压要求会导致单个电容的提高。汇聚式电容（=第二电容器）对单个相位纹波进行缓冲并且用作高电压总线，所述高电压总线实现与相对于+DC和–DC的能够预设的最大的纹波的联接。由第一电容器和第二电容器的并联电路构成的总电容应该与通常的变流器的总电容相似地大。图3示出变流器1的方框连接图，所述变流器以直流电压+DC、-DC、例如能够再充电的电池进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 用于电供给多相的电动马达（2）的变流器（1）的电路组件，其特征在于具有：/n- 多个直流电压供给的（+DC、-DC）相位中间回路电路（13），和/n- 多个各与相位中间回路电路（13）电连接的逆变器电路（5），/n- 其中，对于每个相位相应地存在有相位中间回路电路（13）和逆变器电路（5），所述相位中间回路电路和逆变器电路共同形成换向单元（14）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180126 DE 102018201202.41.用于电供给多相的电动马达（2）的变流器（1）的电路组件，其特征在于具有：
-多个直流电压供给的（+DC、-DC）相位中间回路电路（13），和
-多个各与相位中间回路电路（13）电连接的逆变器电路（5），
-其中，对于每个相位相应地存在有相位中间回路电路（13）和逆变器电路（5），所述相位中间回路电路和逆变器电路共同形成换向单元（14）。


2.根据权利要求1所述的电路组件，
其特征在于具有：
-汇聚式中间回路电路（15），在其处并联地接上所述相位中间回路电路（13）。


3.根据权利要求1或2所述的电路组件，
其特征在于，
所述逆变器电路（5）通过功率半导体开关（8）以半桥式电路形成。


4.根据权利要求1或2所述的电路组件，
其特征在于，
所述逆变器电路（5）通过功率半导体开关（8）以H形桥式电路形成。


5.根据前述权利要求中任一项所述的电路组件，
其特征在于，
所述相位中间回路电路（13）具有至少一个第一电容器（11）。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的电路组件，
其特征在于，
所述汇聚式中间回...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·博伦德，
申请(专利权)人：劳斯莱斯德国有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE