三电平制动斩波器以及用于控制三电平制动斩波器的方法技术

本发明专利技术涉及三电平制动斩波器以及用于控制三电平制动斩波器的方法，该三电平制动斩波器包括：第一可控半导体开关(T1)，其连接在正直流极(dc+)与第一连接点之间；第二可控半导体开关(T2)，其连接在第一连接点与中性直流极(NP)之间；第三可控半导体开关(T3)，其连接在中性直流极(NP)与第二连接点之间；第四可控半导体开关(T4)，其连接在第二连接点与负直流极(dc

【技术实现步骤摘要】
三电平制动斩波器以及用于控制三电平制动斩波器的方法


[0001]本专利技术涉及三电平制动斩波器以及用于控制三电平制动斩波器的方法。

技术介绍

[0002]制动斩波器(brake chopper)或制动斩波器(braking chopper)可以与用于耗散例如不能馈送回供电网络的再生能量的电气系统和设备例如电力转换器设备结合使用。作为示例，在由具有DC(直流)电压中间电路的频率转换器控制的电机由连接至电机的负载旋转的情况下，电机可以用作发电机，并且将电力馈送回频率转换器。如果频率转换器的整流器未被配置成或者不能将再生能量馈送回为频率转换器供电的网络，则中间电路的电压开始增加。当中间电路的电压已增加到预定限制例如高于中间电路的标称电压时，连接至频率转换器的制动斩波器可以被激活，并且用于将过量电能转换成其制动电阻中的热量，以降低中间电路的电压。例如，可以使用制动斩波器来降低电压，直到电压在标称电压的可接受范围内为止。
[0003]诸如三电平转换器设备的三电平设备是具有三个DC极的设备。除了正DC极和负DC极之外，它们还具有中性DC极。用于与这样的三电平转换器或其他设备结合使用的制动斩波器可以被设置为也具有相应的正DC极和负DC极以及中性DC极的三电平制动斩波器。
[0004]针对三电平制动斩波器的制动电阻中的故障例如制动电阻器接地故障或短路的保护可以例如基于熔断器。
[0005]与上述解决方案相关的问题是熔断器体积大且昂贵，因此导致额外的成本，并且需要更多的空间。此外，熔断器可能在系统中产生进一步的损耗。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的目的是提供一种方法和用于实现该方法的装置，以克服以上问题或者至少缓解以上问题。本专利技术的目的通过一种方法和三电平制动斩波器来实现。
[0007]本专利技术基于以下构想：响应于借助于制动斩波器的可控半导体开关检测到制动电阻中的故障，将制动电阻的端子连接至中性点。
[0008]本专利技术的解决方案的优点在于，可以在没有熔断器或类似的额外部件的情况下布置针对三电平制动斩波器的制动电阻中的故障的保护，并且因此潜在地降低成本。此外，可以改善对故障的保护反应时间。
附图说明
[0009]在下文中，将参照附图借助于示例性实施方式更详细地描述本专利技术，在附图中：
[0010]图1示出了根据实施方式的三电平制动斩波器的示例；
[0011]图2示出了根据实施方式的三电平制动斩波器的示例；
[0012]图3示出了根据实施方式的三电平制动斩波器的操作的示例；以及
[0013]图4示出了根据实施方式的三相三电平转换器的示例。
具体实施方式
[0014]以下实施方式是示例性的。尽管描述可能在若干位置中提及“一个”、“一种”或“一些”实施方式，但是这并不一定意指每个这样的提及都针对相同的实施方式，或者特征仅适用于例如单个实施方式。也可以对不同实施方式的单个特征进行组合以提供其他实施方式。通常，所使用的所有术语和表达应当被宽泛地解释，并且它们旨在说明而不是限制实施方式。附图仅示出了用于理解各种实施方式所必需的部件。各种元件的数目和/或配置以及通常它们的实现方式可以不同于附图中所示的示例。本文中描述的各种实施方式的应用不限于任何特定的系统，而是可以与诸如电力转换器设备的各种电气设备结合使用。另外，例如，本文中描述的各种实施方式的使用不限于利用特定基本频率的任何系统或任何特定电压水平。
[0015]根据实施方式并且如图1和图2所示，三电平制动斩波器10包括正直流极dc+、负直流极dc
‑
和中性直流极NP。三电平制动斩波器10还包括连接在正直流极dc+与第一连接点P1之间的第一可控半导体开关T1以及连接在第一连接点P1与中性直流极NP之间的第二可控半导体开关T2。三电平制动斩波器10还包括连接在中性直流极NP与第二连接点P2之间的第三可控半导体开关T3以及连接在第二连接点P2与负直流极dc
‑
之间的第四可控半导体开关T4。在图1和图2的示例中，可控半导体开关T1、T2、T3、T4的集电极/漏极端子指向正直流极dc+，并且可控半导体开关T1、T2、T3、T4的发射极/源极端子指向负直流极dc
‑
。可控半导体开关T1、T2、T3、T4可以是例如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)或FET(场效应晶体管，或者可以是任何合适的可控半导体开关。三电平制动斩波器10还包括连接在第一连接点与第二连接点之间的电阻装置Rbrk；Rbrk1、Rbrk2。电阻装置Rbrk；Rbrk1、Rbrk2可以包括彼此串联和/或并联连接的一个电阻器或者两个或更多个电阻器。根据实施方式并且如图1所示，电阻装置Rbrk可以仅连接至制动斩波器10主电路中的第一连接点P1和第二连接点P2。根据另一实施方式并且如图2所示，电阻装置包括串联连接在第一连接点P1与第二连接点P2之间的两个部分Rbrk1、Rbrk2，使得两个部分Rbrk1、Rbrk2之间的连接点P3连接至中性直流极NP。部分Rbrk1和部分Rbrk2中的每一个可以是彼此串联和/或并联连接的一个电阻器或者两个或更多个电阻器。根据实施方式，三电平制动斩波器10还可以包括与第二可控半导体开关T2并联连接的第一二极管D1以及与第三可控半导体开关T3并联连接的第二二极管D2。第一二极管D1和第二二极管D2使得例如可能存储在电阻装置的线缆或布线的杂散电感中的能量能够被释放。根据实施方式，三电平制动斩波器10还可以包括与第一可控半导体开关T1并联连接的第三二极管D3以及与第四可控半导体开关T4并联连接的第四二极管D4。在图1和图2的示例中，可能的二极管D1、D2、D3、D4的阴极端子指向正直流极dc+，并且可能的二极管D1、D2、D3、D4的阳极端子指向负直流极dc
‑
。
[0016]图1和图2的示例性制动斩波器10还包括控制装置11，该控制装置11被配置成例如控制制动斩波器10的操作。为了清楚起见，图中没有示出控制装置11与制动斩波器10的其他部件例如可控半导体开关T1至T4之间的内部控制连接。控制装置11及其功能还可以至少部分地借助于另一设备例如电力转换器设备的控制装置来实现，制动斩波器10例如可以连接至或包括在所述另一设备例如电力转换器设备中。
[0017]根据实施方式，三电平制动斩波器10可以被使用并且被配置成从包括电容C1和C2的电容电路释放电能，该电容电路可以是电力转换器的电容电路或与电力转换器相关的电
容电路，例如其中间电路。因此，图1和图2中的电容C1和C2可以通常表示其中电容C1和C2连接在这样的电容电路的正直流极、负直流极与中性直流极之间的三电平DC电压电容电路。示例性电容电路的全DC电压为u
dc
，并且它包括分别在电容C1和C2上的部分电压u
C1
和u
C2
。图3示出了根据实施方式的三电平制动斩波器的操作的示例。根据实施方式并且如图3所示，三电平制动斩波器10可以用于一次仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于控制三电平制动斩波器的方法，所述三电平制动斩波器包括：正直流极(dc+)、负直流极(dc
‑
)和中性直流极(NP)；第一可控半导体开关(T1)，其连接在所述正直流极(dc+)与第一连接点(P1)之间；第二可控半导体开关(T2)，其连接在所述第一连接点(P1)与所述中性直流极(NP)之间；第三可控半导体开关(T3)，其连接在所述中性直流极(NP)与第二连接点(P2)之间；第四可控半导体开关(T4)，其连接在所述第二连接点(P2)与所述负直流极(dc
‑
)之间；以及电阻装置(Rbrk；Rbrk1、Rbrk2)，其连接在所述第一连接点(P1)与所述第二连接点(P2)之间，所述方法包括：响应于检测到所述电阻装置(Rbrk；Rbrk1、Rbrk2)中的故障，将所述第二可控半导体开关(T2)和所述第三可控半导体开关(T3)控制为导通状态。2.根据权利要求1所述的方法，包括：响应于检测到所述电阻装置(Rbrk；Rbrk1、Rbrk2)中的故障，将所述第一可控半导体开关(T1)和所述第四可控半导体开关(T4)控制为非导通状态。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在将所述第二可控半导体开关(T2)和所述第三可控半导体开关(T3)控制为所述导通状态之前，执行将所述第一可控半导体开关(T1)和所述第四可控半导体开关(T4)控制为所述非导通状态。4.根据权利要求1或2或3所述的方法，包括：基于与所述三电平制动斩波器相关的一个或更多个电流量和/或电压量，以及/或者基于接收到的一个或更多个信号，检测所述电阻装置(Rbrk；Rbrk1、Rbrk2)中的故障。5.一种三电平制动斩波器，包括：正直流极(dc+)、负直流极(dc
‑
)和中性直流极(NP)；第一可控半导体开关(T1)，其连接在所述正直流极(dc+)与第一连接点之间；第二可控半导体开关(T2)，其连接在所述第一连接点与所述中性直流极(NP)之间；第三可控半导体开关(T3)，其连接在所述中性直流极(NP)与第二连接点之间；第四可控半导体开关(T4)，其连接在所述第二连接点与所述负直流极(dc
‑
)之间；电阻装置(Rbrk；Rbrk1、Rbrk2)，其连接在所述第一连接点与所述第二连接点之间；以及控制装置(11)，其被配置成响应于检测到所述电阻装置(Rbrk；Rbrk1、Rbrk2)中的故障，将所述第二可控半导体开关(T2)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：泰勒，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：