本发明专利技术涉及一种包括多个单元(9)的单元组件(5)，其中，每个单元(9)包括第一端子(15)、第二端子(17)、开关元件(19)和电容(21)，所述开关元件(19)适于将所述电容(21)连接到所述第一端子(15)和所述第二端子(17)并将所述电容(21)旁路，每个单元(9)包括旁路单元(27)，所述旁路单元(27)连接到所述第一端子(15)和所述第二端子(17)，并适于在短路配置中将至少一个开关元件(19)旁路并在开路配置中没有将所述至少一个开关元件(19)旁路，每个单元(9)包括单元控制器单元(29)，所述单元控制器单元(29)适于向所述开关元件(19)提供控制信号，使得所述开关元件(19)将所述电容(21)连接到所述第一端子(15)和所述第二端子(17)，或者所述开关元件(19)将所述电容(21)旁路，所述单元控制器单元(29)适于向其邻近单元(9)中的至少一个的所述旁路单元(27)提供控制信号，使得所述旁路单元(27)将其配置从所述短路配置改变为所述开路配置或者从所述开路配置改变为所述短路配置。本发明专利技术还涉及一种转换器(1)，所述转换器包括多个臂(3)，每个臂包括这样的单元组件(5)。(5)。(5)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单元组件和包括各自具有这种单元组件的多个臂的转换器
[0001]本专利技术涉及单元组件和包括各自具有这种单元组件的多个臂的转换器。
[0002]已知包括各自具有单元组件的多个臂的转换器。
[0003]在电力传输系统中，使用也可以被称为电力转换器的转换器。通常，这些转换器包括多个也被称为相臂的臂。这些臂中的每个臂包括单元组件，并且每个单元组件包括多个单元。多个单元中的每个单元包括第一端子、第二端子、开关元件和电容。开关元件适于将电容连接到第一端子和第二端子并将电容旁路，使得由电容提供的电压可以由第一端子和第二端子选择性提供。多个单元按以下这样的方式串联连接：对于每对邻近单元，该对邻近单元中的第一单元的第一端子连接到该对邻近单元中的第二单元的第二端子。
[0004]即使从最先进技术中已知的单元组件中的单元在设计上通常是稳健的，也可以发生单元的至少一部分的故障，即，单元故障。
[0005]通常，单元可以被适配为使得当某个开关元件故障时，单元被旁路，因为故障的开关元件使单元被旁路，使得在某些故障模式下，确保了转换器的可操作性。在本专利技术的背景下，故障模式是单元故障的原因，该原因也可以被称为单元可以故障的一种可能方式。然而，仅在右开关元件故障的情况下才将单元旁路，因此，不可以在不同的单元故障模式下将单元可靠地旁路。另外，故障以致于故障的开关元件提供旁路的开关元件通常效率低，尤其是由于高开关损耗并且价格高。特别地在开关元件执行多个开关操作的高压应用中，应该保持开关损耗最小。
[0006]在单元故障的情况下确保转换器的可操作性的进一步尝试是，每个单元可以包括旁路单元，该旁路单元适于在许多单元故障模式下保持操作，并确保单元可以被旁路使得单元故障不导致转换器的故障。通常，每个这样的单元包括适于向单元的开关元件和单元的旁路单元提供控制信号的单元控制器单元。另外，转换器通常包括适于向单元的单元控制器单元提供控制信号的主控制器单元。在单元故障非常严重使得单元控制器单元故障或者单元控制器单元与单元的旁路单元之间或转换器的主控制器单元与单元控制器单元之间的通信受损或不再可能的情况下，控制信号不能再或至少不能可靠地由单元控制器单元提供给单元的旁路单元和/或从转换器的主控制器单元提供给单元控制器单元。因此，在这种情况下，单元的特别是单元的旁路单元的可控性以及转换器的可靠运转受损。当在转换器的启动期间单元故障时这是特别不利的。
[0007]通常，期望的是可靠运转的转换器。
[0008]因此，本专利技术的目的是改善转换器的可靠运转。
[0009]根据本专利技术的第一方面，该目的通过包括权利要求1所述的特征的单元组件来解决。单元组件包括多个单元。多个单元中的每个单元包括第一端子、第二端子、开关元件和电容。开关元件适于将电容连接到第一端子和第二端子，并将电容旁路。多个单元中的单元按以下这样的方式串联连接：对于每对邻近单元，一对邻近单元中的第一单元的第一端子连接到一对邻近单元中的第二单元的第二端子。每个单元还包括旁路单元。每个单元的旁路单元连接到单元的第一端子和第二端子。另外，每个单元的旁路单元适于在所述短路配置中将单元的开关元件中的至少一个开关元件旁路并在开路配置中没有将至少一个开关
元件旁路。另外，每个单元包括单元控制器单元。每个单元的单元控制器单元适于向单元的开关元件提供控制信号，使得开关元件将电容连接到第一端子和第二端子，或者开关元件将电容旁路。另外，每个单元的单元控制器单元适于向其邻近单元中的至少一个的旁路单元提供控制信号，使得各自的旁路单元将其配置从短路配置改变为开路配置或者从开路配置改变为短路配置。
[0010]一种单元组件包括多个单元。多个单元中的每个单元可以包括半桥配置。在单元包括半桥配置的情况下，单元可以阻挡一个方向上的电压。特别地，在单元包括半桥配置的情况下，单元形成两电平转换器单元，两电平转换器单元将其电容要么连接到其第一端子要么连接到其第二端子，由此在其第一端子和第二端子处提供其电容的电压或者将电容旁路，由此在其第一端子和第二端子处没有提供其电容的电压。在开关元件的数量和在开关元件的开关操作期间出现的电力损耗应该保持低的情况下，特别优选的是半桥配置。另外，多个单元中的每个单元可以包括全桥配置。在单元包括全桥配置的情况下，单元可以阻挡两个方向上的电压。特别地，在单元包括全桥配置的情况下，单元形成三电平转换器单元，三电平转换器单元将其电容以任一极性连接到其第一端子和连接到其第二端子，由此在其第一端子和第二端子处提供任一极性的其电容的电压或者将电容旁路，由此在其第一端子和第二端子处没有提供其电容的电压。在电容应该以任一极性连接到的第一端子和第二端子的情况下，全桥配置是特别优选的。将电容以任一极性连接到第一端子和第二端子提高了根据本专利技术的第二方面的转换器的可控性。
[0011]多个单元中的每个单元包括第一端子和第二端子。第一端子和第二端子各自适于连接到邻近单元的端子，使得多个单元可以串联连接。另外，多个单元中的每个单元包括开关元件。优选地，开关元件中的每个开关元件适于采取电工作电流可以流过开关元件的闭合配置以及电工作电流不可以流过开关元件的断开配置。另外，开关元件中的每个开关元件适于在开关操作期间在闭合配置和断开配置之间改变，即，从闭合配置改变为断开配置并从断开配置改变为闭合配置。另外，多个单元中的每个单元包括电容。优选地，每个单元的电容由一个电容器或多个电容器提供。
[0012]开关元件适于将电容连接到第一端子和第二端子，并将电容旁路。优选地，开关元件被适配为使得通过执行开关元件的开关操作，开关元件可以交替地在另一个之后将电容连接到第一端子和第二端子并将电容旁路，使得电容的电压在第一端子和第二端子处提供，而不被一个接一个地在第一端子和第二端子处提供。
[0013]多个单元中的单元按以下这样的方式串联连接：对于每对邻近单元，一对邻近单元中的第一单元的第一端子连接到一对邻近单元中的第二单元的第二端子。由于单元的串联连接，开关元件的协调开关操作使能够选择性将单元的电容连接到单元的第一端子和第二端子，从而使能够提供非常接近地近似正弦波波形的阶梯式电压波形，其中，在转换器的每个臂处并由此在转换器的每个AC(交流)端子处仅具有最小的谐波失真。
[0014]每个单元还包括旁路单元。每个单元的旁路单元连接到单元的第一端子和第二端子，并适于在短路配置中将单元的开关元件中的至少一个开关元件旁路并在开路配置中没有将所述至少一个开关元件旁路。根据诸如半桥配置和全桥配置之类的单元的配置，旁路单元可以适于将一个开关元件或不止一个开关元件旁路。在单元包括半桥配置的单元组件的实施例中，旁路单元可以适于将一个开关元件旁路。另外，在单元包括全桥配置的单元组
件的实施例中，旁路单元可以适于将两个开关元件旁路。因此，旁路单元可以适于将至少一个开关元件选择性旁路，并且由此，在单元故障的情况下提供单元的旁路。关于该段落中相对于将至少一个开关元件旁路所使用的术语，要注意的是，旁路单元连接到第一端子和第二端子，由此，当旁路单元处于短路配置时，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】1.一种包括多个单元(9)的单元组件(5)，其中，所述多个单元(9)中的每个单元(9)包括第一端子(15)、第二端子(17)、开关元件(19)和电容(21)，其中，所述开关元件(19)适于将所述电容(21)连接到所述第一端子(15)和所述第二端子(17)并将所述电容(21)旁路，其中，所述多个单元(9)中的所述单元(9)按以下这样的方式串联连接：对于每对邻近单元(9)，一对邻近单元(9)中的第一单元(9)的所述第一端子(15)连接到所述一对邻近单元(9)中的第二单元(9)的所述第二端子(17)，其中，每个单元(9)还包括旁路单元(27)，其中，每个单元(9)的所述旁路单元(27)连接到所述单元(9)的所述第一端子(15)和所述第二端子(17)，并适于在短路配置中将所述单元(9)的所述开关元件(19)中的至少一个开关元件(19)旁路并在开路配置中没有将所述至少一个开关元件(19)旁路，其中，每个单元(9)还包括单元控制器单元(29)，其中，每个单元(9)的所述单元控制器单元(29)适于向所述单元(9)的所述开关元件(19)提供控制信号，使得所述开关元件(19)将所述电容(21)连接到所述第一端子(15)和所述第二端子(17)，或者所述开关元件(19)将所述电容(21)旁路，其中，每个单元(9)的所述单元控制器单元(29)适于向其邻近单元(9)中的至少一个的所述旁路单元(27)提供控制信号，使得各自的旁路单元(27)将其配置从所述短路配置改变为所述开路配置或者从所述开路配置改变为所述短路配置。2.根据前述权利要求所述的单元组件(5)，其中，每个单元(9)还包括电源单元(31)，其中，每个单元(9)的所述电源单元(31)适于向其邻近单元(9)中的至少一个的所述旁路单元(27)提供电力。3.根据前述权利要求中的一项所述的单元组件(5)，其中，每个单元(9)的所述旁路单元(27)包括存储单元。4.根据权利要求3所述的单元组件(5)，其中，每个单元(9)的所述存储单元连接到所述单元(9)的所述单元控制器单元(29)，使得表示所述旁路单元(27)的配置的所述旁路单元(27)的状态信息能由所述单元(9)的所述单元控制器单元(29)写入到所述存储单元。5.根据权利要求3或4所述的单元组件(5)，其中，所述存储单元包括数据存储单元(47)。6.根据权利要求5所述的单元组件(5)，其中，所述数据存储单元(47)是非易失性数据存储单元。7.根据权利要求3至6中的一项所述的单元组件(5)，其中，所述存储单元包括锁存继电器(37)。8.根据前述权利要求中的一项所述的单元组件(5)，其中，每个单元(9)的所述单元控制器单元(29)适于向其邻近单元(9)中的一个邻近单元(9)的所述旁路单元(27)提供控制信号，使得各自的旁路单元(27...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：赖茵豪森机械制造公司，
类型：发明
国别省市：
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