两用转换器制造技术

本发明专利技术涉及一种功率换流器(200)、尤其用于将电功率馈入到供电网中的风能设备的功率换流器，所述功率换流器至少包括：多个整流器(210)，所述多个整流器可以与第一交流电网(125)连接，以便将第一交流电压转换成直流电压；与多个整流器连接的直流电压中间回路(220)，所述直流电压中间回路设立用于引导直流电压；以及多个逆变器(230)，所述多个逆变器与所述直流电压中间回路连接并且与第二交流电网(126)连接，以便将直流电压转换成第二交流电压；以及可切换的变流器模块(240)，所述可切换的变流器模块至少包括：与直流电压中间回路(220)连接的变流器(242)和与变流器连接的开关单元(244)，所述开关单元可以与第一交流电网和第二交流电网连接，并且可以与第一交流电网连接，使得变流器构成为整流器，并且可以与第二交流电网连接，使得变流器构成为逆变器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】两用转换器


[0001]本专利技术涉及一种功率换流器、尤其用于将电功率馈入到供电网中的风能设备的功率换流器，并且涉及一种风能设备的中央变流器和一种具有这种功率换流器或中央变流器的风能设备。

技术介绍

[0002]电能发生器、例如风能设备通常借助于功率换流器将所述电能发生器产生的电功率馈入到供电网中。
[0003]在此，功率换流器尤其具有如下任务：调整由电能发生器产生的电流，使得电流满足供电网的可能的标准，例如满足50Hz交流电流。
[0004]因此，功率换流器应尤其理解为具有整流器和/或逆变器和/或变流器的设备，所述设备设立用于引导和/或转换数百安培直至数千安培的电流。这种功率换流器的示例是风能设备的频率逆变器，所述频率逆变器在全功率变流器概念的情况下也可以称为中央变流器。
[0005]随着电能发生器的功率等级增加，功率换流器的功率等级从而其结构尺寸也不断增加。
[0006]在风能设备的领域内，这例如由于受限的吊舱尺寸可能引起问题。
[0007]此外，由于再生发生器对供电网的渗透率增加，在电网运营商方面对供电网的所有发生器提出越来越复杂的要求。因此，电网运营商例如要求发生器必须能够穿越(durchfahren)电压骤降。
[0008]这种要求大部分通过附加的运行模式和/或构件来满足，其中这同样引起功率电子装置的增大。
[0009]德国专利商标局已经在对于本申请的优先权申请中检索了以下现有技术：DE 10 2011 079 214 A1、DE 10 2014 219 909 A1和DE 10 2017 120 298 A1。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的目的是解决上述问题中的至少一个问题，改进一般的现有技术或提供对于迄今已知方案的替选方案。尤其应提供一种功率换流器，所述功率换流器在仅小的结构体积的情况下满足电网运营商方面的不同的运行状态和/或要求。
[0011]因此，根据本专利技术提出一种功率换流器、尤其用于将电功率馈入到供电网中的风能设备的功率换流器，所述功率换流器至少包括：多个整流器，所述多个整流器可以与第一交流电网连接，以便将第一交流电压转换成直流电压；与多个整流器连接的直流电压中间回路，所述直流电压中间回路设立用于引导直流电压；以及多个逆变器，所述多个逆变器与直流电压中间回路连接并且可以与第二交流电网连接，以便将直流电压转换成第二交流电压；以及可切换的变流器模块，所述可切换的变流器模块至少包括：与直流电压中间回路连接的变流器，以及与变流器连接的开关单元，所述开关单元可以与第一交流电网和第二交
流电网连接，并且可以与第一交流电网连接，使得变流器构成为整流器，并且可以与第二交流电网连接，使得变流器构成为逆变器。
[0012]因此，尤其提出呈频率变流器或频率逆变器(英文：AC
‑
AC converter)形式的风能设备的功率换流器。
[0013]除了常用的整流器、常用的直流电压中间回路和常用的逆变器外，功率换流器还具有可切换的变流器模块。
[0014]在此，可切换的变流器模块包括与直流电压中间回路连接的至少一个变流器和与变流器连接的开关单元。
[0015]在此，变流器还设立用于不仅作为整流器运行而且作为逆变器运行。
[0016]因此尤其提出，功率换流器具有至少一个变流器，所述至少一个变流器不仅可以作为整流器而且可以作为逆变器工作或运行。
[0017]在一个特别优选的实施方式中，变流器还设立用于在持续运行时在功能：整流器与功能：逆变器之间变换。例如，这可以借助于下文中描述的开关单元来实现。
[0018]因此，尤其也提出在持续运行中根据需求使变流器作为整流器或作为逆变器运行。
[0019]因此，例如可能的是，在功率换流器的运行状态中，与必须从直流电压中间回路转换到第二交流电网中的视在功率或电流相比，必须从第一交流电网转换更多的视在功率或电流。
[0020]在这种情况下，现在提出借助于开关单元将变流器与第一交流电网连接，使得变流器构成为整流器。
[0021]在其他情况下，可能与运行状态相关地再次引起，与必须从第一交流电网转换到直流电压中间回路中的视在功率或电流相比，必须将更多的视在功率或电流从直流电压中间回路转换到第二交流电网中。
[0022]在这种情况下，现在提出借助于所连接的开关单元将变流器与第二交流电网连接，使得变流器构成为逆变器。
[0023]例如，功率换流器具有四个整流器和四个逆变器以及带有两个变流器和两个开关单元的可切换的变流器模块。
[0024]因此，根据本专利技术可行的是，运行功率换流器，使得功率换流器具有六个整流器和四个逆变器，或者具有五个整流器和五个逆变器，或者具有四个整流器和六个逆变器。
[0025]在一个特别优选的实施方式中，可切换的变流器模块的整流器、逆变器和变流器具有基本上相同的功率等级。
[0026]功率换流器优选地还包括控制单元，所述控制单元设立用于动态地切换开关单元和/或使变流器作为整流器和逆变器运行。
[0027]因此，尤其提出控制单元，所述控制单元设立用于动态地切换上文中或下文中描述的开关单元，使得可切换的变流器模块的变流器在功率换流器的持续运行中根据需求作为整流器或逆变器工作。
[0028]此外，尤其也提出，开关单元设立用于使可切换的变流器模块的变流器作为整流器和/或逆变器运行。
[0029]优选地，可切换的变流器模块具有尤其恰好两个变流器和两个开关单元，其中变
流器可以同时作为整流器和/或逆变器运行。
[0030]因此，可切换的变流器模块具有尤其恰好两个变流器和两个开关单元，其中开关单元分别与变流器相关联。
[0031]此外，变流器可以同时作为整流器和/或逆变器运行。
[0032]这尤其也意味着，变流器不仅可以两者都作为整流器运行，而且可以两者都作为逆变器运行，并且变流器也可以分别作为一个整流器并且分别作为一个逆变器运行。
[0033]功率换流器优选地包括至少两个可切换的变流器模块。
[0034]因此，此外也提出，功率换流器具有多个上文中或下文中描述的可切换的变流器模块。
[0035]在一个优选的实施方式中，所述可切换的变流器模块中的每个变流器模块具有恰好两个变流器和两个开关单元，其中变流器可以同时作为整流器和/或逆变器运行。
[0036]功率换流器优选地具有多个扼流圈，所述多个扼流圈具有基本上相同的量级。
[0037]因此，此外也提出，功率换流器具有多个扼流圈，所述多个扼流圈设置在整流器的输入端或逆变器的输出端处，并且所述多个扼流圈设置在可切换的变流器模块的变流器的输入端或输出端处。
[0038]在一个特别优选的实施方式中，所述扼流圈具有基本上相同的量级，优选100微亨和1000微亨之间的范围内、特别优选200微亨和800微亨之间的范围内、特别优选基本上400微亨的量级。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率换流器(200)、尤其用于将电功率馈入到供电网中的风能设备(100)的功率换流器，所述功率换流器至少包括：
‑
多个整流器(210)，所述多个整流器能够与第一交流电网(125)连接，以便将第一交流电压转换成直流电压，
‑
与所述多个整流器(210)连接的直流电压中间回路(220)，所述直流电压中间回路设立用于引导所述直流电压，以及
‑
多个逆变器(230)，所述多个逆变器与所述直流电压中间回路(220)连接并且能够与第二交流电网(126)连接，以便将所述直流电压转换成第二交流电压，以及
‑
可切换的变流器模块(240)，其至少包括：
‑
与所述直流电压中间回路(220)连接的变流器，以及
‑
与所述变流器连接的开关单元，所述开关单元
‑
能够与所述第一交流电网和所述第二交流电网(126)连接，并且
‑
能够与所述第一交流电网(125)连接，使得所述变流器构成为整流器(210)，并且
‑
能够与所述第二交流电网(126)连接，使得所述变流器构成为逆变器(230)。2.根据权利要求1所述的功率换流器，其还包括：
‑
控制单元，所述控制单元设立用于动态地切换所述开关单元和/或将所述变流器作为整流器和逆变器运行。3.根据权利要求1或2所述的功率换流器，其中
‑
所述可切换的变流器模块具有两个变流器和两个开关单元、尤其恰好两个变流器和两个开关单元，其中所述变流器能够同时作为整流器和/或逆变器运行。4.根据上述权利要求中任一项所述的功率换流器，其中
‑
所述功率换流器包括至少两个可切换的变流器模块。...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：