耦接到整流器系统的M2LC系统技术方案

一种系统。该系统是模块化多电平转换器系统，并包括多个串联连接的模块化多电平转换器单元。模块化多电平转换器单元中的至少一个是三电平模块化多电平转换器单元。多个串联连接的模块化多电平转换器单元通过DC总线耦接到整流器系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种系统。该系统是模块化多电平转换器系统，并包括多个串联连接的模块化多电平转换器单元。模块化多电平转换器单元中的至少一个是三电平模块化多电平转换器单元。多个串联连接的模块化多电平转换器单元通过DC总线耦接到整流器系统。【专利说明】耦接到整流器系统的M2LC系统相关申请交叉引用本申请根据35U.S.C.§ 119(e)要求于2010年11月4日递交的美国临时专利申请N0.61/410，118的较早 申请日期:的权益。
技术介绍
本申请公开了一般而言并且在各实施例中涉及耦接到整流器系统的模块化多电平转换器(M2LC)系统的专利技术。整流器系统对于12:系统的12:单元(0611)来说是外部的，并提供M2LC系统的DC链路电压。传统的多相(例如，三相)拓扑与串联地放置的两端子单元的各种配置一起使用，以有效地提高每一个相的额定电压。两端子单元也称为子系统或子模块。例如，两端子单元与带有电流源逆变器(inverter)和电压源逆变器配置的桥式拓扑一起使用。图1示出了电流源逆变器中使用的传统的两端子单元，而图2示出了与绝缘栅双极晶体管(IGBT)电压源逆变器串联地使用的另一种传统的两端子单元。如图1所示，在电流源逆变器中使用的两端子单元包括闸流晶体管，并且跨两个端子存在的电压可以通过控制向闸流晶体管的栅极施加的电压来控制。如图2所示，与IGBT电压源桥式逆变器串联地使用的两端子单元包括场效应晶体管和二极管，并且跨两个端子存在的电压可以通过控制向场效应晶体管的栅极施加的电压来控制。这些桥式拓扑还与基于二极管的整流器和基于IGBT的整流器一起使用以提供它们的DC总线电压(或电流)。类似于上文所描述的各两端子逆变器单元，整流器的这些系统被串联地放置，以提高它们提供的逆变器的额定电压。整流器操作，以将AC源能量(例如，通常来自多相电力变压器的AC源能量)转换为DC电源。基于二极管的整流器和/或基于IGBT的整流器还与级联H-桥式(CCH)中电压驱动拓扑一起使用。基于二极管的整流器允许通过系统的两象限功率流(power flow)(AC源到AC负载)，基于IGBT的整流器允许通过系统的四象限功率流(AC源到AC负载和AC负载到AC源二者)。图3示出了基于二极管的整流器，图4示出了与传统的桥式和CCH拓扑一起使用的基于IGBT的整流器。在桥式拓扑的情况下，整流器被串联地放置，以逐步形成所需的DC链路电压。在CCH的情况下，这些整流器模块放置在各电力单元中，以便它们可以提供每一个两端子单元本地的DC电源。发表了关于类似于桥式拓扑的简洁性但还拥有CCH拓扑的特征的拓扑(B卩，模块化多电平转换器(M2LC)拓扑)的许多论文。M2LC拓扑拥有CCH拓扑的优点，因为它是模块化的并由于冗余而能够提供高操作可用性。类似于上文所描述的串联闸流晶体管或IGBT桥式拓扑，使用两端子单元(子系统或子模块)的串联连接来配置M2LC拓扑，以提高额定电压或可用性。然而，与简单串联开关的标准桥式配置不同，可以独立地控制这些子模块以与CCH拓扑类似地产生至少两个或更多相异的电压电平。另外，还可以在使用和不使用多绕组变压器的常见的总线配置中应用M2LC拓扑。与M2LC不同，CCH需要使用包含向单元提供输入能量的各次级绕组的多绕组变压器。然而，与CCH不同，M2LC单元不独立地从隔离的电压源或次级绕组被供电。对于给定M2LC单元，在两个端子中的一个处的能量输出量取决于在两个端子中的另一个处的能量输入的量。多个M2LC单元先前以传统的桥式配置来布置。例如，图5示出了具有以桥式配置布置的多个M2LC单元的M2LC系统。如图5所示，M2LC单元布置到两个或更多输出相模块中，每一个输出相模块包括多个串联连接的M2LC单兀,并且每一个输出相模块进一步布置到正的臂(或阀)和负的臂(或阀)中，其中，每一个臂(或阀)通过感应滤波器分隔。为简明起见，图5中未示出感应滤波器。每一个正的和负的输出相模块可以被视为极。这些相应的极的输出可以被用来为诸如(例如)马达之类的交流电负载供电。虽然基于二极管的整流器和基于IGBT的整流器与各种桥式和CCH拓扑一起使用，但是，这样的整流器尚未与M2LC系统一起使用。因此，逻辑上得出:这样的整流器同样尚未被用于提供M2LC系统的DC总线，从而允许通过M2LC系统的两象限功率流(二极管)，或通过在M2LC系统中简单地调换整流器的类型(二极管或IGBT)来允许通过M2LC系统的四象限功率流(二极管或IGBT)。此外，每一个两端子单元内的电能存储装置尚未被用在基于M2LC的系统中以利用此拓扑的冗余特征。【专利附图】【附图说明】此处结合下列图示作为示例描述了本专利技术的各实施例，其中，相同附图标记表示相同或类似的元件。图1示出了两端子单元；图2示出了另一两端子单元；图3示出了基于二极管的整流器；图4示出了基于IGBT的整流器；图5示出了 M2LC系统；图6示出了根据各实施例的耦接到整流器系统的M2LC系统的简化表示；图7示出了图6的M2LC系统和整流器系统的更详细的表示；图8示出了图6的M2LC系统的两电平M2LC单元的各实施例；图9示出了图6的M2LC系统的两电平M2LC单元的其他实施例；图10示出了图6的M2LC系统的三电平M2LC单元的各实施例；图11示出了图6的M2LC系统的三电平M2LC单元的其他实施例；图12示出了将M2LC系统连接到其自身或其他整流器系统的DC链路系统的各实施例；以及图13示出了具有并入到M2LC单元中的能量存储系统的M2LC系统的各实施例。【具体实施方式】可以理解，本专利技术的图示和描述中的至少某些被简化，以说明相关的元件，以便对本专利技术有清楚的理解，同时为了清楚起见省略了所属领域的技术人员认识到也可以构成本专利技术的一部分的其他元件。然而，由于这样的元件已为大家所熟知，并且由于它们不会促进对本专利技术的更好的理解，此处没有提供对这样的元件的描述。图6示出了根据各实施例的耦接到整流器系统12的M2LC系统10的简化表示。图7示出了 M2LC系统10和整流器系统12的更详细的表示。M2LC系统10被配置为三相桥并且包括多个M2LC单元14，其中，M2LC单元14被布置为三个输出相模块。虽然在图7中示出了十八个M2LC单元14，但是，可以理解，M2LC系统10可以包括任意数量的M2LC单元14。当然，根据其他实施例，M2LC系统10可以以与图7所示出的不同的方式来配置。例如，取决于给定应用所需的负载相位的数量，M2LC系统可被配置成只由两个输出极组成或由四个或更多输出极组成。对于图7所示出的M2LC系统10，多个M2LC单元14布置为输出相模块或臂。每一个输出相模块被进一步布置到正的臂(或阀)和负的臂(或阀)中，其中，每一个臂(或阀)被感应滤波器(为清楚起见，图7中未示出)分隔。每一个输出相模块可以被视为极的臂。另夕卜，虽然在图7中为了清楚起见未示出，但是，可以理解，每一个M2LC单元14还包括本地控制器，并且每一个本地控制器可以可通信地连接到M2LC系统10的更高层控制器(例如，集线控制器(hub controller))。M2LC系统10中使用的M2LC单元14可以是任何合适类型的两端子M2LC单元。例如，图8示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：M·F·艾洛，D·M·克雷默，K·S·伯顿，
申请(专利权)人：柯蒂斯赖特机电公司，
类型：
国别省市：