【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于运行对电解装置供给电运行能量的直流调节器的方法。
技术介绍
1、借助于电解产生氢气需要超过数千安培的直流电流，但是需要仅100伏至1400伏的范围内的直流电压。
2、为此，通过连接到中压交流电网上对电解装置供给直流电流作为运行能量。在此使用的受控的整流器是电网换相整流器(晶闸管)，从而根据原理必须始终连接到交流电网上。
3、但是也存在如下需求：在具有最高10mw的电功率的较小的孤岛电网内，对电解装置供给呈来自太阳能电池或风力的直流电流的形式的电运行能量。
4、从de 10 2012 201269al中已知用于选择性地控制从直流电压源馈电的交流电动机或直流电动机的电路装置和方法。电路装置具有带有同样多的半桥的两个转换器模块和与转换器模块中的半桥的数量一致的数量的桥式相间变压器以及用于操控转换器模块的半桥的控制单元。转换器模块作为逆变器运行以用于控制交流发动机，而作为直流电压转换器运行以用于控制直流发电机。
5、从de 10 2017 217948al中已知一种驱动装置，所述驱动装置具有带有第一相端子的第一半桥、带有第二相端子的第二半桥、带有第三相端子的第三半桥以及带有第四相端子的第四半桥，其中第一相端子与第二相端子经由具有第一发动机绕组侧端子的第一电流补偿扼流圈连接，其中第三相端子与第四相端子经由具有第二发动机绕组侧端子的第二电流补偿扼流圈连接。半桥被在半波内错开地操控。
6、在国际专利申请wo 2016/091300 al中描述一种具有四个晶体管的
7、wo 2019/043136 a1公开了一种直流调节器，所述直流调节器实施为dc/dc转换器并且包括多个功率开关，在所述功率开关的输出端上连接有扼流圈。功率开关由控制单元通过预测脉冲模式控制(predictive pulse pattern control)来操控。
8、因此存在如下需求：表明例如为了对电解装置供给电运行能量可以如何实现与低压直流电网的直接连接的方式。
技术实现思路
1、本专利技术的目的通过用于运行对电解装置供给电运行能量的直流调节器的方法来实现，其中在一个步骤中，借助预先确定的操控信号序列来操控在带有在下游连接的相间变压器/相间电抗器/平衡扼流圈/补偿扼流圈的h桥布置中的至少四个可操控的半导体开关元件，以用于将输入直流电压直接转换成输出直流电压，其中使用至少两个直流电压转换器单元，所述直流电压转换器单元具有在带有在下游连接的相间变压器的h桥布置中的各四个可操控的半导体开关元件，所述方法具有如下步骤：检测直流电压转换器单元的数量，以及使操控信号序列匹配于检测到的直流电压转换器单元的数量。
2、可操控的半导体开关元件例如可以是构成为igbt(insulated-gate bipolartransistor(绝缘栅双极晶体管))的双极晶体管。也就是说，可操控的半导体开关元件不仅可以像晶闸管一样点火，而且可以通过对应的操控信号与过零点无关地置于截止状态中。因此，直流调节器可以构成为自换相的直流调节器。直流调节器在此构成用于直接转换，即不将输入直流电压逆变成交流电压，然后借助随后的整流、例如在中间回路中进行变换。
3、因此，通过将电解装置直接连接于低压直流电网，可以避免对应的变压器损耗。
4、因此，使用具有模块化构造的直流调节器，所述直流调节器通过添加或移除直流电压转换器单元可以匹配于相应的负载。换言之，直流调节器可以理解为模块化构造的多级直流调节器。例如，由直流调节器的控制设备预先地、即在其投入运行之前或在初始化阶段中在其投入运行期间自动地确定直流电压转换器单元的数量并且提供对应地调整的操控信号序列。
5、根据另一实施方式，使操控信号序列匹配于检测到的直流电压转换器单元的数量的步骤包括：使操控信号序列的时钟频率匹配于检测到的直流电压转换器单元的数量。
6、匹配可以是降低时钟频率。例如，如果检测到两个直流电压转换器单元，则用于运行各个直流电压转换器单元的输出时钟频率减半。相反，例如如果检测到四个直流电压转换器单元，则输出时钟频率降低到四分之一。对应地，在例如八个直流电压转换器单元的情况下，输出时钟频率降低到八分之一。原则上，由于并联连接中的直流电压转换器单元的更大的数量，开关损耗会增加。但是，这可以通过降低的时钟频率来抵消，使得能效至少可以恒定或甚至可以提高。
7、根据另一实施方式，使操控信号序列匹配于检测到的直流电压转换器单元的数量的步骤包括：提供操控信号序列，以用于在时间上错开地操控至少直流电压转换器单元的可操控的半导体开关元件。也就是说，如果直流电压转换器单元的可操控的半导体开关元件通过操控处于导通状态中，则其他直流电压转换器单元的可操控的半导体开关元件处于电截止状态中。因此，例如通过经由互连的直流电压转换器单元的半桥的错开的时钟控制与起分压器作用的两个相间变压器半部协作地使时钟频率翻倍，可以再次降低纹波电流。
8、此外，构成用于执行所述方法的计算机程序产品、用于对电解装置供给电运行能量的直流电压转换器以及用于这种直流电压转换器的控制设备属于本专利技术。用于直流电压转换器的控制设备设计成和/或构造成，使得在操控直流电压转换器时，所述控制设备确定操控信号序列，使得第一相间变压器和第二相间变压器由相同的电流强度穿流。
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1.一种用于运行对电解装置(6)供给电运行能量的直流调节器的方法，其中在步骤(S3)中，借助预先确定的操控信号序列(ASF)来操控在带有在下游连接的相间变压器(18a，18b，18c，18d，18e，18f)的H桥布置中的至少四个可操控的半导体开关元件(16a，16b，16c，16d)，以用于将输入直流电压直接转换成输出直流电压，其特征在于，使用至少两个直流电压转换器单元(8a，8b，8c，8d)，所述直流电压转换器单元各自具有在带有在下游连接的相间变压器(18a，18b，18c，18d，18e，18f)的H桥布置中的四个可操控的半导体开关元件(16a，16b，16c，16d)，所述方法具有如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品构成用于执行根据权利要求1至3中任一项所述的方法。
5.一种用于对电解装置(6)供给电运行能量的直流电压转换器(4)，所述直流电压转换器具有在带有在下游连接的相间变压器(18a，18b，18c，18d，18e，18f)的H桥布
6.根据权利要求5所述的直流电压转换器(4)，
7.根据权利要求5或6所述的直流电压转换器(4)，
8.一种用于根据权利要求5至7中任一项所述的直流电压转换器(4)的控制设备(24)，所述控制设备构成为，使得在操控所述直流电压转换器(4)时，所述控制设备确定所述操控信号序列(ASF)，使得所述第一相间变压器(18a)和所述第二相间变压器(18b)由相同的电流强度穿流。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于运行对电解装置(6)供给电运行能量的直流调节器的方法，其中在步骤(s3)中，借助预先确定的操控信号序列(asf)来操控在带有在下游连接的相间变压器(18a，18b，18c，18d，18e，18f)的h桥布置中的至少四个可操控的半导体开关元件(16a，16b，16c，16d)，以用于将输入直流电压直接转换成输出直流电压，其特征在于，使用至少两个直流电压转换器单元(8a，8b，8c，8d)，所述直流电压转换器单元各自具有在带有在下游连接的相间变压器(18a，18b，18c，18d，18e，18f)的h桥布置中的四个可操控的半导体开关元件(16a，16b，16c，16d)，所述方法具有如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，
3.根据权利要求1或2所述的方法，
4.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品构成用于执行根据权利要求1至3中任一项所述的方法。
5.一种用于对电解装置(6)供给电运行能量的直流电压转换器(4)，所述直流电压转换器具有在带有在下游连接的相间变压器(18a，18b，18c，18d，18e，18f)的h桥布置中的至少四个可操控的半导体开关元件(16a，16b，16c，16d)，其中所述直流电压转换器(4)...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂洛·施塔赫，
申请(专利权)人：西门子能源全球有限两合公司，
类型：发明
国别省市：
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