AC/DC转换器布置制造技术

在一种AC/DC转换器布置中，提出：AC断路器(1)的输入形成所述布置的AC输入(8)，所述AC断路器(1)的输出连接至整流器(21)的输入(9)，平滑电容器(4)将所述整流器(21)的第一输出(10)连接至第二输出(11)，所述整流器(21)的所述第一输出(10)连接至第一隔离继电器(7)，所述第一隔离继电器(7)的输出形成用于连接DC网络的DC输出(12)，控制和监测单元(15)被设计成在检测到短路电流时在第一步骤中引发所述AC输入(8)与所述DC输出(12、28)的分离，使得由所述平滑电容器(4)和连接至所述第一DC输出(12、28)的所述DC网络的电感组成的谐振电路被激发以便振荡，所述第一隔离继电器(7)随后断开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】AC/DC转换器布置
本专利技术涉及一种根据权利要求1所述的电AC/DC转换器布置。
技术介绍
图1示出根据现有技术的电AC/DC转换器布置。所述AC/DC转换器布置在每一情况下由以下单独部件组成：·有源整流器3，其包括实际整流器21和连接至整流器21的输出的电容器4，特别是所谓的电容器组，·输入线圈20，其也称为“升压电感”，·机电AC断路器30，其对于长DC线路中的AC侧上的短路保护具有5至9ms的典型响应时间，·AC接触器31，其具有20至30ms的典型响应时间以确保电隔离且切换额定电流或操作电流，·用于在整流器3与电容器组之间发生故障的情况下保护整流器3或二极管的“快速”保险丝32，因为AC断路器30和AC接触器31两者都将过慢而无法确保在此情况下的保护，·机电DC断路器34，其对于DC侧上的短路保护具有5至9ms的典型响应时间，·DC隔离开关35，其具有20至30ms的典型响应时间以确保电隔离。此外，所述设施具有EMC滤波器33和可连接不同负载的DC分配器36，在每一情况下，另一DC断路器29连接至DC分配器36的相应输出。相应部件如图1中所示连接。此外，根据现有技术水平的布置在每一情况下在DC断路器29的下游具有在每一情况下未在图1中示出的断路器。如从此设施可看出，此类系统或设施的保护非常繁杂，且需要大量不同的单独装置。特别是，需要特殊的DC断路装置和DC电力开关。因为由于缺乏电压的过零，断开高直流电比断开交流电显著更加困难，因此与相当的AC切换装置相比，对应大功率DC切换装置在每一情况下在技术上要复杂得多。所述DC切换装置不仅在设计上更复杂，而且具有较大的体积，并且由于复杂性增大，还比相当的AC切换装置更昂贵。
技术实现思路
因此，本专利技术的目标是提供一种在开始时所提到的类型的电AC/DC转换器布置，通过所述布置，可以避免前述缺点，并且可以简单地确保对电AC/DC转换器布置的保护，并且在所需部件的数目和类型方面具有极小复杂性。这通过根据本专利技术的权利要求1的特征实现。结果，可提供与具有已知AC/DC转换器布置的情况相比具有显著较少部件的安全电AC/DC转换器布置。此外，不再需要使用能够在直流电的情况下淬熄电弧的特殊DC切换装置，因为在AC侧上发生解除连接且通过DC侧上的谐振产生过零，所述过零显著地简化DC侧上的额外解除连接。在主题布置中，即使第一隔离继电器布置在DC侧上，也有可能将所述隔离继电器设计为不具有DC电弧淬熄装置的常规AC隔离继电器。在DC侧上，完全不再需要特殊DC切换装置和自动开关。此外，可以在AC侧上省去保险丝。在AC侧上，AC电力开关的机电AC断路器以及保险丝由单个混合或半导体断路装置替换。综上所述，因此可以说，本主题措施确保保护电AC/DC转换器布置所需的切换装置的数目显著减小，特别是无需技术上繁杂且复杂的DC断路器和DC电力开关。此外，可以省去处置繁琐的保险丝。因为在发生故障的情况下必须更换且相应地存放此类保险丝，所以仅通过不需要保险丝这一事实就可以显著提高系统的可用性。本专利技术进一步涉及使根据权利要求8和9所述的主题电AC/DC转换器布置断开连接的方法。结果，实现了根据权利要求1所述的优点。附属权利要求涉及本专利技术的另外的有利实施例。在此明确地引用权利要求的措辞，由此权利要求在此处通过引用并入本说明书中并且被认为是逐字复制的。附图说明参考附图更详细地描述本专利技术，附图中仅作为实例描绘优选实施例。在图中：图1为根据现有技术的电AC/DC转换器布置的示意图；图2为主题电AC/DC转换器布置的第一实施例的示意图；以及图3为主题电AC/DC转换器布置的第二实施例的示意图。具体实施方式图2和3各自示出电AC/DC转换器布置，其至少包括以下部件：-AC断路器1，以及-整流器21，以及-至少一个平滑电容器4，以及-用于电隔离的至少一个第一隔离继电器7，以及-至少一个第一电流传感器6，以及-控制和监测单元15。特别地，主题电AC/DC转换器布置在AC侧上不具有其它的断路装置。特别是，主题电AC/DC转换器布置在DC侧上不具有特殊DC断路装置或所谓的自动断路器。由于在直流电本身的情况下缺乏过零，因此已知的是，在直流电的情况下淬熄解除连接电弧比在交流电的情况下要显著地更为复杂。因此，直流电或DC断路装置比对应的AC断路装置显著地更为复杂且还更大。图中所示的主题设施已通过导体接地。然而，所述设施还可设计成无接地或具有接地中等电位。AC断路器1具体地说是所谓的混合断路器2或半导体断路器。半导体断路器排他性地借助于电流恒定地流过的至少一个功率半导体来中断电流。混合断路器2具有由旁路开关和功率半导体电路组成的并联电路，以及另外优选地用于电隔离的开路触点。此类断路装置例如从申请人的WO2015/028634A1中已知。AC断路器1形成主题设施的一个或多个AC输入8。示意性表示描绘AC电源27被示出，所述AC电源在每一情况下示出为三相电源。具体来说，AC供应的外部导体的特定数目以及中性导体的存在并非必需的，且不具有限制性。AC断路器1将相应地设计，或可并联地提供多个AC断路器1。AC断路器1的一个输出或AC断路器1的多个输出至少间接地借助于电路连接至整流器21的一个或多个输入9。在此情况下，EMC滤波器33优选地连接在AC断路器1与整流器21之间。所述设施具有整流器21。整流器21或整流器切换布置21优选地被设计以便包括可预定数目个可切换半桥，如从逆变器技术中已知。整流器21也可以不同方式设计。所述设施具有至少一个平滑电容器4，其当然可由彼此连接的任何数目个离散电容器4形成。如图2和3所示，平滑电容器4将整流器21的第一输出10连接至整流器21的第二输出11。优选地规定，整流器21和平滑电容器4一起形成“有源整流器3”的一部分。此类“有源整流器3”也称为“有源前端”。此外可以规定，所示的输入线圈20，也称为“升压电感”，与“有源整流器3”一起设计。此类布置称为“升压转换器”。提供第一隔离继电器7以确保电隔离。整流器21的第一输出10至少借助于电路连接至第一隔离继电器7的输入。整流器21具有两个不同极性的输出。优选地规定，第一隔离继电器7具有两个输入和两个输出，并且相应地还具有两个接触断开距离，每个接触断开距离具有接触断路器点，并且整流器21的两个输出10、11都连接至第一隔离继电器7，如图2和3所示。在主题布置中，即使第一隔离继电器7布置在DC侧上，也有可能将所述隔离继电器设计为不具有DC电弧淬熄装置的常规AC隔离继电器。应注意，根据第一优选实施例，在整流器21的输出10、11与第一隔离继电器7之间的连接线路中不布置另外的半导体开关。因此，对应连接是无开关的。根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电AC/DC转换器布置，其至少包括以下部件/n-AC断路器(1)，以及/n-整流器(21)，以及/n-至少一个平滑电容器(4)，以及/n-用于电隔离的至少一个第一隔离继电器(7)，以及/n-至少一个第一电流传感器(6)，以及/n-控制和监测单元(15)，/n所述AC断路器(1)的输入形成所述布置的AC输入(8)，所述AC断路器(1)的输出至少间接地借助于电路连接至所述整流器(21)的输入(9)，所述平滑电容器(4)将所述整流器(21)的第一输出(10)连接至所述整流器(21)的第二输出(11)，所述整流器(21)的所述第一输出(10)进一步至少间接地借助于电路连接至所述第一隔离继电器(7)的输入，所述第一隔离继电器(7)的输出形成所述布置的第一DC输出(12)并且被提供用于将DC网络连接至至少一个第一DC负载(13)，所述第一电流传感器(6)布置于所述平滑电容器(4)与所述隔离继电器(7)之间，且所述AC断路器(1)、所述第一电流传感器(6)和所述第一隔离继电器(7)借助于控制器连接至所述控制和监测单元(15)，所述控制和监测单元(15)被设计成在检测到短路电流时在第一步骤中引发所述AC输入(8)与所述DC输出(12、28)的分离，使得由所述平滑电容器(4)和连接至所述第一DC输出(12、28)的所述DC网络的电感组成的谐振电路被激发以便振荡，所述第一隔离继电器(7)随后断开。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181109 DE 102018128121.81.一种电AC/DC转换器布置，其至少包括以下部件
-AC断路器(1)，以及
-整流器(21)，以及
-至少一个平滑电容器(4)，以及
-用于电隔离的至少一个第一隔离继电器(7)，以及
-至少一个第一电流传感器(6)，以及
-控制和监测单元(15)，
所述AC断路器(1)的输入形成所述布置的AC输入(8)，所述AC断路器(1)的输出至少间接地借助于电路连接至所述整流器(21)的输入(9)，所述平滑电容器(4)将所述整流器(21)的第一输出(10)连接至所述整流器(21)的第二输出(11)，所述整流器(21)的所述第一输出(10)进一步至少间接地借助于电路连接至所述第一隔离继电器(7)的输入，所述第一隔离继电器(7)的输出形成所述布置的第一DC输出(12)并且被提供用于将DC网络连接至至少一个第一DC负载(13)，所述第一电流传感器(6)布置于所述平滑电容器(4)与所述隔离继电器(7)之间，且所述AC断路器(1)、所述第一电流传感器(6)和所述第一隔离继电器(7)借助于控制器连接至所述控制和监测单元(15)，所述控制和监测单元(15)被设计成在检测到短路电流时在第一步骤中引发所述AC输入(8)与所述DC输出(12、28)的分离，使得由所述平滑电容器(4)和连接至所述第一DC输出(12、28)的所述DC网络的电感组成的谐振电路被激发以便振荡，所述第一隔离继电器(7)随后断开。


2.根据权利要求1所述的电AC/DC转换器布置，其特征在于，所述AC断路器(1)特别地被设计为混合断路器(2)或半导体断路器，且用于使所述AC输入(8)与所述DC输出(12、28)分离的所述控制和监测单元(15)使所述AC断路器(1)跳脱。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的电AC/DC转换器布置，其特征在于，所述AC/DC转换器布置具有布置在所述整流器(21)的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿斯坎，
申请(专利权)人：伊顿智能动力有限公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰;IE