本发明专利技术涉及一种具有在直流电压侧互相导电连接的、电网侧和负载侧的变流器（２，４）的转换器，其中，负载侧的多相变流器（４）的每个相模块（８）的上整流支路和下整流支路（Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５；Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６）分别具有至少一个两极的子系统（１０）。按照本发明专利技术，设置至少一个多相的线路换相变流器（１６）作为电网侧的变流器（２）。由此获得转换器、特别是用于中压的电压中间电路转换器，其在电网侧将简单的和成本低的馈电电路与负载侧的模块化多级转换器（Ｍ２Ｃ）组合。
【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按照权利要求1的前序部分所述的转换器。
技术介绍
在传动技术中、特别是对于中压，采用多个不同的电路布局和功率半导体。在中 压工业变流器中通常采用的电路布局可以粗略地划分为三个电路类别，即，电压中间电路 转换器、电流中间电路转换器和使用晶闸管技术的直接转换器。此外，还可以将电压中间 电路变流器划分为两个子类别，即，按照三角形连接的转换器和按照星形连接的转换器。 按照三角形连接的转换器的典型代表例如是具有12脉冲二极管馈电的3级中性点连接 (3-Level Neutral-Point-Clamped, 3L-NPC)和具有12脉冲二极管馈电的4级飞跨电容器 (4-Level Flying-Capacitor, 4L-FC)。按照星形连接的电压中间电路转换器的典型代表例 如是每单元具有2级H桥的串联H桥单元转换器(SC-HB(2L))和每单元具有3级H桥的 串联H桥单元转换器(SC-HB(3L))。对于三角形连接的特征是，在相同的输出电压的情况 下，半导体电路的电压负载功率比星形电路更高，同时电流负载更小。具有SC-HB拓扑的转 换器通过其模块化使得甚至在中压范围在降低的单元数目的情况下也可以采用低截止的 (niedersperrender)半导体开关。上面提到的对于中压的转换器拓扑的等效电路图在Max Beuerman, Marc Hiller 禾口 Dr. Rainer Sommer 的标题为 ‘‘Stromrichterschaltungen fiir Mittelspannung und deren Leistungshalbleiter fiir den Einsatz in Industriestromrichtern，，Ep 刷」于 ETG-Tagung"Bauelemente der Leistungselektronik und ihre Anwendung，，, Bad Nauheim 2006的会议文集的出版物中。从 Rainer Marquardt> Anton Lesnicar 禾口 Jiirgen Hildinger 的印刷于 ETG 会议 2002 的会议文集的"Modulares Stromrichterkonzept fiir Netzkupplungsanwendung bei hohen Spanrumgen”中，公知一种具有在直流电压侧互相导电相连的、电网侧和负载侧的变 流器的转换器，其中，作为变流器分别使用一个模块化的多点变流器，也称为模块化多级转 换器(M2C)。具有按照M2C拓扑的、电网侧和负载侧的变流器的这样的电压中间电路转换 器与已经描述的电压中间电路转换器不同，不再具有由中间电路电容器构造的电压中间电 路。按照M2C拓扑的转换器的每个相模块的每个整流支路具有至少一个两极的子系统。通 过每个整流支路的使用的子系统的数量确定输出相电压(Phasen-Ausgangssparmung)的 等级性(Stufigkeit)。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种具有按照M2C拓扑的负载侧的变流器的电 压中间电路转换器，其更简单并且成本更低。按照本专利技术，通过权利要求1的特征解决上述技术问题。通过设置至少一个多相的线路换相变流器(netzgefilhrter Stromrichter)作为电网侧的变流器，可以获得具有负载侧的按照M2C拓扑的变流器的电压中间电路转换器， 其具有简单和成本低的馈电电路。与公知的电压中间电路转换器不同，按照本专利技术的在电 压中间电路中的转换器不再具有中间电容器。由于不一定需要中间电路的低电感结构并且 由于缺少中间电路电容器，与常规的转换器相比，极不可能发生中间电路短路。由此，整个 转换器、特别是电网侧的、线路换相变流器的整流管(Stromrichterventil)，不再会被施加 由于低欧姆的中间电路短路引起的短路电流。此外，对按照本专利技术的转换器的电网侧的线 路换相变流器的整流管的i2t要求，相对于公知的具有二极管馈电和中间电路电容器的电 压中间电路转换器，明显被降低。在按照本专利技术的转换器的优选实施方式中设置多相的二极管整流器，作为多相的 线路换相变流器。由此获得特别简单和成本低的馈电。在按照本专利技术的转换器的另一种优选实施方式中，设置多相的晶闸管整流器或半 控桥，作为多相的线路换相变流器。由此负载侧的按照M2C拓扑的变流器的模块电容器 通过直流电压的升高借助在电网侧的晶闸管整流器充电。由此可以弃用在二极管馈电中 所必须的预充电电路。此外，在由负载侧的按照M2C拓扑的变流器馈电的负载的启动范 围(Anfahrbereich)中，可以在小的输出电压的情况下在全控范围中运行该变流器。在按 照M2C拓扑的变流器中可以独立于中间电压并且独立于馈电电路的实施方式调节能量储 备(Energieinhalt)，即，按照M2C拓扑的该变流器的两极的子系统的模块电容器的平均电 压。在按照本专利技术的转换器的另一种优选实施方式中，设置多相的晶闸管双向变流 器，作为多相的线路换相变流器。由此与具有多相的晶闸管整流器的实施方式不同，可以将 能量从负载馈入回馈电的电网。附图说明以下参考附图进一步解释本专利技术，在附图中示意性示出了按照本专利技术的转换器的 多个实施方式。其中，图1示出了具有在电网侧和负载侧的分别按照M2C拓扑的变流器的公知转换器的 电路图，图2示出了按照本专利技术的转换器的电路图，图3示出了 6脉冲的二极管桥的电路，图4示出了 6脉冲的晶闸管桥的电路，图5示出了 6脉冲的晶闸管双向变流器的电路图，图6和7分别示出了按照本专利技术的转换器的另一个实施方式的电路图。具体实施例方式图1示出了转换器、特别是电压中间电路转换器的电路图，具有电网侧的和负载 侧的分别作为M2C变流器构造的变流器2和4。这样的变流器从已经提到的ETG-Tagimg 2000的出版物公知。在示出的实施方式中，转换器的两个变流器2和4是三相地构造的。 因此，变流器2和4分别具有三个相模块6以及8，这些相模块在直流电压侧与正的直流电 压母线Ptl并且与负的直流电压母线Ntl导电相连。在这些直流电压母线Ptl和Ntl之间降落一个未示出的直流电压。电网侧和负载侧的变流器2和4的每个相模块6以及8具有一个上 整流支路和下整流支路T1、T3、T5和Τ2、Τ4、Τ6。这些整流支路的每一个Τ1-Τ6具有多个电 串联的两极子系统10。在示出的电路图中每个整流支路Τ1-Τ6具有四个两极的子系统10。 在DE10103031A1和DE102005041087A1中详细示出了这些两极的子系统10的实施例并且 解释了其工作原理。电网侧和负载侧的变流器2以及4的一个相模块10的两个整流器Tl 和Τ2以及Τ3和Τ4以及Τ5和Τ6形成交流电压侧的接头Ll以及L2以及L3。在电网侧的 变流器2的交流侧的接头Li、L2和L3上连接了电网变压器12的次级绕组，其初级绕组与 未详细示出的馈电三相电网相连。在负载侧的变流器4的交流侧的接头Li、L2和L3上连 接了负载，特别是三相电机14。图2示出了按照本专利技术的转换器、特别是电压中间电路转换器的原理图。该按照 本专利技术的转换器与按照图1的已知转换器的区别在于本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有在直流电压侧互相导电连接的、电网侧和负载侧的变流器（２，４）的转换器，其中，负载侧的多相变流器（４）的每个相模块（８）的上整流支路和下整流支路（Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５；Ｔ２，Ｔ４，Ｔ６）分别具有至少一个两极的子系统（１０），其特征在于，设置至少一个多相的线路换相变流器（１６）作为电网侧的变流器（２）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：马克希勒，雷纳萨默，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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