[发明专利]用于运行变换器电路的方法

说明书

技术领域

本发明涉及功率电子学领域。本发明基于根据独立权利要求的前序部分所述的、用于运行变换器电路的方法。

背景技术

如今，传统的变换器电路包括带有多个可控制的功率半导体开关的变换器单元，所述功率半导体开关以已知的方式连接，用以切换至少两个开关电压电平。典型地，此类变换器电路与例如构成为单相或三相的电气交变电压电网相连。此类变换器电路通常应用在工业设备中，其中所述变换器电路的变换器单元的交变电压侧典型地通过变压器与电网耦合并且其中当然可考虑另外的使用领域和应用可能性、例如风力设备。在图1中示例性地示出根据现有技术的此类变换器电路。

在将变压器连接到交变电压电网的情况下所述变压器会饱和。在电网故障之后电压恢复的情况下此类饱和也会发生。饱和的程度取决于在电网故障期间的电压时间积分，也就是主要由交变电压电网给出。典型地，变压器的磁通在此类故障之后或在将变压器连接到交变电压电网的情况下具有明显的直流分量，直流分量则导致饱和。然而，变压器的饱和是非常不希望有的。在图2中示例性地示出了根据图1的变换器电路的变压器的绕组群的磁通的这类典型的时间曲线。

在US6577111B1中给出一种用于运行变换器电路的这种方法，该方法能够对变换器电路的变压器的不希望有的饱和进行补偿，然而不能使磁通回到变压器的磁通的标称值的量值以下。

发明内容

因此，本发明的任务是给出一种用于运行变换器电路的方法，借助于所述方法变换器电路的变压器的不希望有的饱和能够在短时间内得到补偿。

该任务通过权利要求1所述的特征得到解决。在从属权利要求中给出本发明的有利的改进方案。

该变换器电路包括带有多个可控制的功率半导体开关的变换器单元并具有变压器，其中所述变压器具有至少一个带有初级绕组和次级绕组的绕组群(Wicklungssatz)并且所述变换器单元在交变电压侧与相应绕组群的初级绕组相连。按照本发明的、用于运行此类变换器电路的方法包括以下步骤：

a)根据阈值监视每个绕组群的磁通的量值(Betrag)，其中所述磁通的极性被测定，

b)如果穿过相应绕组群的磁通的量值超过阈值并且穿过相应绕组群的磁通的极性是正的，那么通过变换器单元将可调节的负的直流电压施加到相应绕组群的初级绕组上，

c)如果穿过相应绕组群的磁通的量值超过阈值并且穿过相应绕组群的磁通的极性是负的，那么通过变换器单元将可调节的正的直流电压施加到相应绕组群的初级绕组上，

d)重复步骤a)至c)直到穿过相应绕组群的磁通的量值低于阈值，

e)在穿过相应绕组群的磁通的量值低于阈值之后并且如果穿过相应绕组群的磁通的极性是正的，那么通过所述变换器单元将可调节的负的直流电压施加到相应绕组群的初级绕组上，直到所施加的负的直流电压相关的电压-时间积分小于或等于预给定的负的磁通值，以及

f)在穿过相应绕组群的磁通的量值低于阈值之后并且如果穿过相应绕组群的磁通的极性是负的，那么通过所述变换器单元将可调节的正的直流电压施加到相应绕组群的初级绕组上，直到所施加的正的直流电压相关的电压-时间积分大于或等于预给定的正的磁通值。

该阈值是被超过时所述变压器开始饱和的值。前述步骤a)至d)有利地引起：在变压器的相应绕组群饱和的情况下以简单且快速的方式通过利用变换器单元施加正的或者负的直流电压对所述饱和进行补偿，也就是穿过相应绕组群的磁通被带出饱和范围。如果不再存在变压器的相应绕组群的饱和，也就是说在穿过相应绕组群的磁通的量值低于阈值之后，那么通过步骤e)至f)有利地实现相应绕组群的磁通能够例如再次被带到变压器的磁通的标称值的量值以下，其中所述磁通的标称值的量值例如是减少了该磁通值的阈值。由此本发明的方法以特别简单的方式总体实现如下所期望的效果：补偿了所出现的变压器的饱和以及使穿过相应绕组群的磁通回到磁通的标称值的量值以下。

从以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明中，本发明的这些以及进一步的任务、优点和特征将会变得明显。

附图说明

图1示出了根据现有技术的变换器电路；

图2示出了根据图1的变换器电路的变压器的绕组群的磁通的典型的时间曲线；

图3示出了根据按照本发明的方法的变换器电路的变压器的绕组群的磁通的时间曲线；

图4示出了变压器的常见的T型等效电路图；

图5示出了变压器的磁化电流-磁通特征线。