用于运行变频器电路的方法及用于执行该方法的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于运行变频器电路的方法及用于执行该方法的装置，该电路具有通过两个串联的电感串联的第一和第二子变频器系统，子变频器系统包括两极开关单元且其有两个串联的可触发的带受控的单向电流方向的双向功率半导体开关及与它的串联电路并联的电容式蓄能器，以触发信号触发第一子变频器系统的开关单元的功率半导体开关并以另一触发信号触发第二子变频器系统的开关单元的功率半导体开关。电感上的电压振荡信号和第一子变频器系统的开关单元的功率半导体开关的开关函数形成触发信号，电压振荡信号和第二子变频器系统的开关单元的功率半导体开关的开关函数形成另一触发信号，借助关于输出端子处电压的电压振荡信号和参考信号形成开关函数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率电子学领域。本专利技术尤其涉及根据独立权利要求的前序部分所述 的用于运行变频器电路的方法以及用于执行该方法的装置。
技术介绍
如今，变频器电路被使用在大量应用中。WO 2007/023064A1中说明了一种变频器 电路，其电压能够特别容易地比例缩放。其中，该变频器电路具有第一和第二子变频器系 统，其中这些子变频器系统通过两个串联的电感彼此串联。这两个串联电感的连接点构成 例如用于电负载的输出端子。每个子变频器系统包括至少一个两极的开关单元，其中在一 个子变频器系统有多个开关单元的情形中，这些开关单元彼此串联。每个两极的开关单元 具有两个串联的能够触发的带有受控的单向电流方向的双向功率半导体开关以及一个与 该功率半导体开关的串联电路并联的电容式蓄能器。为了运行根据WO 2007/023064A1的变频器电路而设置常规的如图1中所示的电 路，该电路具有用于产生触发第一子变频器系统的开关单元的功率半导体开关的触发信号 的第一触发电路以及用于产生触发第二子变频器系统的开关单元的功率半导体开关的另 一触发信号的第二触发电路。典型的是像WO 2007/023064A1中那样运行变频器电路，以使得在输出端子处提 供纯交流电压和纯交流电流。设计开关单元的电容式蓄能器，以使得该电容式蓄能器处的 电压脉动对于输出端子处给定的最大电流以及此电流的给定频率而言保持在预定的波动 范围内。如果希望得到小于设计时所基于的频率的频率，那么电压脉动会增大。如果应当在 输出端子处提供直流电流或者带有直流分量的交流电流，那么电压脉动几乎增大至无穷。 在此情形中，电容式蓄能器必须由外部馈电或者被选择成无穷大，以便在输出端子处用直 流电流或者直流分量进行运行时不会使这些电容式蓄能器完全放电或者任意地过充电。用于运行根据WO 2007/023064A1的变频器电路的、实现电容式蓄能器的不依赖 于输出端子处的期望电流，即不依赖于该期望电流的频率的设计的方法目前是未知的。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，说明一种用于运行变频器电路的方法，借助该方法来实 现电容式蓄能器的不依赖于输出端子处的期望电流的设计，即不依赖于该期望电流的频率 的设计。此外，本专利技术的任务还在于说明一种装置，利用该装置能够以特别简单的方式来执 行根据本专利技术的方法。这些任务是通过权利要求1或权利要求10的特征解决的。在从属权利要求中说 明了本专利技术的有利的改进方案。变频器电路具有第一和第二子变频器系统，其中这些子变频器系统通过两个串联 的电感彼此串联。这两个串联电感的连接点构成输出端子。每个子变频器系统包括至少一 个两极的开关单元，并且每个开关单元具有两个串联的能够触发的带有受控的单向电流方向的双向功率半导体开关以及一个与该功率半导体开关的串联电路并联的电容式蓄能器。 优选地，第一子变频器系统的开关单元的数目等于第二子变频器系统的开关单元的数目。 根据本方法，借助触发信号来触发第一子变频器系统的开关单元的功率半导体开关并且借 助另一触发信号来触发第二子变频器系统的开关单元的功率半导体开关。根据本专利技术，所 述触发信号是由电感上的电压振荡信号和第一子变频器系统的开关单元的功率半导体开 关的开关函数形成的，并且所述另一触发信号是由电感上的电压振荡信号和第二子变频器 系统的开关单元的功率半导体开关的开关函数形成的，其中尤其是同时地借助关于输出端 子处的电压的电压振荡信号以及能够选择的参考信号来形成这些开关函数。借助所施加的 振荡，即通过电感上的用于产生所述触发信号和所述另一触发信号的电压振荡信号以及通 过关于输出端子处的电压的用于产生开关函数的电压振荡信号，可以有利地达成可以在 变频器电路的输出端子处的期望电流下显著减小电容式蓄能器处的电压脉动，由此仅必须 关于现在经减小的电压脉动来设计电容式蓄能器并且因此该设计不依赖于期望的输出电 流。根据本专利技术的用于执行运行变频器电路的方法的装置具有用于产生触发信号的 第一触发电路，该第一触发电路与第一子变频器系统的开关单元的功率半导体开关相连 接。此外，该装置还具有用于产生另一触发信号的第二触发电路，该第二触发电路与第二子 变频器系统的开关单元的功率半导体开关相连接。根据本专利技术，现在将电感上的电压振荡 信号以及第一子变频器系统的开关单元的功率半导体开关的开关函数输入第一触发电路， 以便形成触发信号。将电感上的电压振荡信号以及第二子变频器系统的开关单元的功率半 导体开关的开关函数输入第二触发电路，以便形成另一触发信号。此外，设置第一计算单 元，其用于由关于输出端子处的电压的电压振荡信号以及能够选择的参考信号来计算开关 函数。因此，可特别简单地且成本低廉地实现根据本专利技术的用于执行运行变频器电路的方 法的装置，因为电路耗费能够被保持得非常低并且此外对于构造而言仅需要较少数目的元 件。因此，借助此装置可以特别简单地执行根据本专利技术的方法。附图说明本专利技术的这些和其他任务、优点和特征将在以下结合附图的对本专利技术优选实施方 式的详细描述中变得显而易见。附图示出图1示出了根据现有技术的用于执行运行变频器电路的方法的装置的实施方式，图2示出了根据本专利技术的用于执行根据本专利技术的运行变频器电路的方法的装置 的实施方式，图3示出了变频器电路的输出端子处的电流的时间曲线，图4示出了变频器电路的输出端子处的电压的时间曲线，图5示出了通过第一子变频器系统的电流的时间曲线以及通过第二子变频器系 统的电流的时间曲线。在附图标记列表中汇总地列出了在附图中所使用的附图标记及其意义。原则上， 附图中的相同部分配备有相同的附图标记。所描述的实施方式示例性地代表本专利技术的主题 并且不具有限定作用。具体实施例方式如开头部分已提及的，图1中示出了根据现有技术的用于执行运行变频器电路的 方法的装置的实施方式。图2示出了根据本专利技术的用于执行根据本专利技术的运行变频器电路 的方法的装置的实施方式。根据图2的变频器电路具有第一和第二子变频器系统1、2，其中 子变频器系统1、2通过两个串联的电感L1、L2彼此串联。这两个串联电感L1、L2的连接点 构成输出端子A。每个子变频器系统1、2—般包括至少一个两极的开关单元3。在一个子变 频器系统1、2有多个开关单元3的情形中，这些开关单元3彼此串联，如图2中所示的那样。 每个开关单元3具有两个串联的能够触发的带有受控的单向电流方向的双向功率半导体 开关以及一个与该功率半导体开关的串联电路并联的电容式蓄能器。该能够触发的功率半 导体开关尤其被构造为分别具有一个反并联的二极管的可关断晶闸管(GTO-GateTurn-Off Thyristor)或集成门极换流晶闸管(IGCT-Integrated GateCommutated Thyristor)。但 是还可以构想将能够触发的功率半导体开关构造为例如具有附加地反并联的二极管的功 率M0SFET或者构造为具有附加地反并联的二极管的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。优选地， 第一子变频器系统1的开关单元3的数目等于第二子变频器系统2的开关单元3的数目。根据本专利技术的方法，借助触发信号S1来触发第一子变频器系统1的开关单元3的 功率半导体开关并且借助另一触发信号S2来触发第二子变频器系统2的开关单元3的功 率半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于运行变频器电路的方法，其中所述变频器电路具有第一和第二子变频器系统（１），所述子变频器系统（２）通过两个串联的电感（Ｌ１，Ｌ２）彼此串联，这两个串联的电感（Ｌ１，Ｌ２）的连接点构成输出端子（Ａ），每个子变频器系统（１，２）包括至少一个两极的开关单元（３）并且每个开关单元（３）具有两个串联的能够触发的带有受控的单向电流方向的双向功率半导体开关以及与所述功率半导体开关的串联电路并联的电容式蓄能器，其中借助触发信号（Ｓ１）来触发所述第一子变频器系统（１）的开关单元（３）的功率半导体开关并且用另一触发信号（Ｓ２）来触发所述第二子变频器系统（２）的开关单元（３）的功率半导体开关，其特征在于，由所述电感（Ｌ１，Ｌ２）上的电压振荡信号（Ｖ↓［Ｌ］）和所述第一子变频器系统（１）的开关单元（３）的功率半导体开关的开关函数（α↓［１］）来形成所述触发信号（Ｓ１），由所述电感（Ｌ１，Ｌ２）上的电压振荡信号（Ｖ↓［Ｌ］）和所述第二子变频器系统（２）的开关单元（３）的功率半导体开关的开关函数（α↓［２］）来形成所述另一触发信号（Ｓ２），以及借助关于所述输出端子（Ａ）处的电压（Ｖ↓［ｕ］）的电压振荡信号（Ｖ↓［Ａ］）和能够选择的参考信号（Ｖ↓［ｒｅｆ］）来形成所述开关函数（α↓［１］，α↓［２］）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M温克尔恩坎珀，
申请(专利权)人：ABB瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]