用于电力电子系统的控制设备及包括其的电力电子系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于电力电子系统的控制设备及包括其的电力电子系统。本实用新型专利技术涉及电力电子应用领域，尤其涉及电力电子系统的控制设备。可以提供一种用于电力电子系统的控制装置，其可以包括主控制装置和多个电力电子模块装置，其中主控制装置可以与至少两个电力电子模块装置连接。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电子应用领域，尤其涉及用于电力电子系统的控制装置。
技术介绍
例如像变频器、静止同步补偿器、风力涡轮机、电能质量装置、交流和直流励磁装置的电力电子应用可以包括多个执行不同控制功能的控制设备，例如像电量和机械量的测 量、模数转换、信号滤波和调节、设定点处理、控制算法、脉宽调制器、通用10(输入-输出)、 电路的保护、自我监督、电源装置、数据显示和输入装置。由于大型电力电子应用可以达到显著的尺寸，所以控制装置之间的距离可以是差 不多几百米。可以建立专用装置之间的通信，并且为大多数装置供应电源。电力电子系统 内部的通信和电源线可能处于恶劣的环境内，并且因此可能易受到电磁干扰的攻击。另外， 为了达到直通制并且避免复杂的通信路径，可以仔细地选择控制装置的结构构造。可以将 电功率供应至局部控制器，或者可以将其耦合到电力电子过程以外。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于电力电子系统的控制设备，其可以在恶劣的环 境条件下运行。此目的是通过用于电力电子系统的控制设备和通过电力电子系统来达到的。另外 的实施例是显然的。根据本技术的示例性实施例，可以提供一种用于电力电子系统的控制设备。 该控制设备可以包括主控制装置和多个电力电子模块装置，其中主控制装置可以与至少两 个电力电子模块装置连接。多个电力电子模块装置可以包括第一电力电子模块装置和第二电力电子模块装 置。主控制装置可以以似星方式与该两个电力电子模块装置连接。因此，可以在功能上将 主装置分配给多个电力电子模块。电力电子模块或电力电子模块装置可以包括至少一个半导体或多个半导体，例如 三相桥M0SFET。电力电子模块可以是功率变换器，例如交流_直流转换器或直流-交流转 换器。功率变换器可以用于大约2.5kVA(千伏安)至大约500MVA(兆伏安)的功率。在 这样的功率变换器中的半导体可以用于从大约IOA直到大约IOOkA(千安)的电流和大 约100V(伏)以上的电压。控制装置可以在大约5V至大约220V范围内的额定电源电压 (nominated supply voltage)下运行。电力电子模块可以被用作为例如像火车之类的车辆 供电的电源装置。此外，电力电子模块例如可以用于发电或功率变换，例如作为电气装置或 工业机械的风能变换器。根据本技术的示例性实施例，可以提供一种控制设备，其中主控制装置可以 包括主控制器。此外，第一电力电子模块可以包括第一局部电力电子控制器，并且第二电力 电子模块可以包括第二局部电力电子控制器。此外，主控制装置的主控制器可以与第一电 力电子模块的第一局部电力电子控制器连接，并且主控制装置的主控制器可以与第二电力 电子模块的第二局部电力电子控制器连接。主控制器可以控制多个电力电子模块装置。电力电子控制器可以控制变换器，例 如包括多个诸如MOSFET之类的半导体的功率变换器。可以在功能上将主控制器分配给第 一电力电子模块和第二电力电子模块。根据本技术的示例性实施例，可以提供一种控制设备，其包括主控制装置，该主控制装置可以包括主保护控制器，其中第一电力电子模块可以包括第一局部电力电子控 制器。此外，第二电力电子模块可以包括第二局部电力电子控制器，其中主控制装置的主保 护控制器可以与第一电力电子模块的第一局部电力电子控制器连接，并且其中主控制装置 的主保护控制器可以与第二电力电子模块的第二局部电力电子控制器连接。可以在功能上将主保护控制器分配给第一电力电子模块和第二电力电子模块。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是主控制装置可以包括冗余主保 护控制器。此外，第一电力电子模块可以包括第一局部电力电子控制器，并且第二电力电子 模块可以包括第二局部电力电子控制器。此外，主控制装置的冗余主保护控制器可以与第 一电力电子模块的第一局部电力电子控制器连接，并且主控制装置的冗余主保护控制器可 以与第二电力电子模块的第二局部电力电子控制器连接。冗余主保护控制器可以与主保护控制器是同样的。在主保护控制器包含故障或过 载的情况下，冗余主保护控制器可以以与主保护控制器相同的工作方式进行工作。因此，可 以提供不间断的安全工作。可以在功能上将冗余主保护控制器分配给第一电力电子模块和 第二电力电子模块。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是第一局部电力电子控制器和第 二局部电力电子控制器可以彼此连接。第一局部电力电子控制器和第二局部电力电子控制器之间的连接可以在两个电 力电子装置之间提供快速通信。此外，两个电力电子模块之间的距离可以比主控制器和一 个电力电子模块之间的距离小。因此，由于短距离的通信的原因，可以减少诸如电磁干扰之 类的环境因素的影响。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是主控制装置可以包括局部IO控 制器，其可以与主控制器连接。局部IO控制器可以为主控制装置的输入和输出信号提供预处理和后处理。局部 IO控制器可以为电力电子系统的另外的装置或与该控制设备分离的另外的系统提供接口。 输入信号和输出信号的预处理和后处理可以包括来自设备的、没有分配给电力电子模块但 是作为整体分配给应用或该控制设备的信号，例如像电网电压和电流之类的模拟信号，以 及例如像用于开关设备、主开关和断路器的命令之类的数字信号。局部IO控制器可以引起 该控制设备从电源断连。此外，局部IO控制器可以接收例如具有导通状态或关断状态的开 关的反馈信号。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是主控制装置可以包括第一局部 保护IO控制器，其可以与主保护控制器连接。局部保护IO控制器可以为主控制装置的输入和输出信号提供预处理和后处理。 输入信号和输出信号的预处理和后处理可以包括来自设备的、没有分配给电力电子模块但 是作为整体分配给该应用或该控制设备的信号，例如像电网电压和电流之类的模拟信号， 以及例如像用于开关设备、主开关和断路器之类的命令的数字信号。局部保护IO控制器可以引起该控制设备从电源断连。此外，局部保护IO控制器可以接收例如具有导通状态或关 断状态的开关的反馈信号。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是第一局部保护IO控制器可以与 冗余主保护控制器连接。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是主控制装置可以包括第二局部 保护IO控制器，其可以与主保护控制器连接。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是第二局部保护IO控制器可以与 冗余主保护控制器连接。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是主控制装置可以包括第二局部 保护IO控制器，其中第二局部保护IO控制器可以与冗余主保护控制器连接。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是主控制装置可以包括第二局部 IO控制器，其可以与主控制器连接。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是第一局部电力电子控制器可以 串联连接至另外电力电子模块的另外局部电力电子控制器，其中在串联连接中的最后的电 力电子模块可以与第一局部电力电子控制器连接。根据本技术的示例性实施例，可以提供的是至少一个电力电子模块可以包 括局部功率IO控制器，其可以与一个电力电子模块的局部电力电子控制器连接。局部功率IO控制器可以为局部电力电子控制器的输入和输出信号提供预处理和 后处理。这些预处理和后处理的信号可以提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电力电子系统的控制设备，其特征在于，所述控制设备（１００）包括：　　主控制装置（２００），　　多个电力电子模块装置（３００，４００，５００），　　其中所述主控制装置（２００）与至少两个电力电子模块装置（３００，４００，５００）连接。

【技术特征摘要】
用于电力电子系统的控制设备，其特征在于，所述控制设备(100)包括主控制装置(200)，多个电力电子模块装置(300，400，500)，其中所述主控制装置(200)与至少两个电力电子模块装置(300，400，500)连接。2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于， 其中所述主控制装置(200)包括主控制器(201)，并且其中第一电力电子模块(300)包括第一局部电力电子控制器(305)， 其中第二电力电子模块(400)包括第二局部电力电子控制器(405)， 其中所述主控制装置(200)的所述主控制器(201)与所述第一电力电子模块(300)的 所述第一局部电力电子控制器(305)连接，并且其中所述主控制装置(200)的所述主控制器(201)与所述第二电力电子模块(400)的 所述第二局部电力电子控制器(405)连接。3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其特征在于， 其中所述主控制装置(200)包括主保护控制器(202)，其中第一电力电子模块(300)包括第一局部电力电子控制器(305)， 其中第二电力电子模块(400)包括第二局部电力电子控制器(405)， 其中所述主控制装置(200)的所述主保护控制器(202)与所述第一电力电子模块 (300)的所述第一局部电力电子控制器(305)连接，并且其中所述主控制装置(200)的所述主保护控制器(202)与所述第二电力电子模块 (400)的所述第二局部电力电子控制器(405)连接。4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于， 其中所述主控制装置(200)包括冗余主保护控制器(303)，其中第一电力电子模块(300)包括第一局部电力电子控制器(305)， 其中第二电力电子模块(400)包括第二局部电力电子控制器(405)， 其中所述主控制设备(200)的所述冗余主保护控制器(303)与所述第一电力电子模块 (300)的所述第一局部电力电子控制器(305)连接，并且其中所述主控制装置(200)的所述冗余主保护控制器(303)与所述第二电力电子模块 (400)的所述第二局部电力电子控制器(405)连接。5.根据权利要求4所述的控制设备，其特征在于，其中所述第一局部电力电子控制器(305)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：E巴洛彻尔，
申请(专利权)人：ABB瑞士有限公司，
类型：实用新型
国别省市：CH[瑞士]