[发明专利]带有制动斩波器的多点整流器

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于整流器的电路以及一种根据权利要求9所述的用于驱动的方法。

背景技术

在整流器中会需要将在整流器中存在的多余能量转换成热。对此的原因的本质会是多样的。例如，会发生，连接到整流器上的能量源（例如风力设备）为整流器提供能量，但在其他部位连接到整流器上的能量阱可能不吸收能量（例如在短路情况下的能量供给网络）或整流器由于其结构而不能将能量回馈到电网中。在具有电压中间回路的整流器中，这会导致中间回路电压的不允许的提高，这些能量必须被减低。同样，可能的是，在多点整流器中在确定的运行状态中（根据负载、调节、结构）会出现电压中间回路的串联的电容器的电压的不对称性。在此情况下也会需要将能量转换成热。此外，也可能存在运行方面的原因，在中间回路电容器上的电压在确定的时刻降低并且将存储在其中的能量转换成热。

将多余能量转换成热的任务被制动斩波器承担。制动斩波器已知许久并且通常基本上由可关断的功率半导体开关和功率电阻器构成，它们连接到电压逆变器的直流电压端子上（Peter F.Brosch、Joachim Landrath、Josef Wehberg的Leistungselektronik;第107页；SEW Handbuch，第17页）。

存在如下一些方案：器于是实现降低制动斩波器电路的半导体开关的开销。这样，提出了例如在DD 204012 A1、DD 204013 A1和DD 204579 A1中描述的电路，其连接在电压逆变器的输出端上并且因此可以利用非可关断的半导体开关来工作，只要在整流器的输出端上产生交流电压。在DE 196 48 948 C1中提出了一种电路，其与电压逆变器的半导体开关并联并且利用不可关断的半导体开关就能实现。在US 7141947 B2中提出了补充具有制动电阻器的实际三相逆变器并且作为制动斩波器工作。

DE 102 17 889 A1的图5示出了根据现有技术的三相模块整流器。在DE 10 2008 045247 A1中描述了一种制动斩波器，如例如可以应用于根据DE 102 17 889 A1的电路中。根据DE 10 2008 045 247 A1的制动斩波器模块化利用分布式制动电阻器构建。在此，描述了不同的可能性，如通过制动电阻器与功率电子模块关联可以实现模块化结构并且实现将制动功率分配在多个这种模块中。

然而，根据现有技术的所有介绍的例子共同之处是，对于制动斩波器电路的激励需要半导体开关，其除了半导体开关之外在实际整理器中需要来保证制动斩波器的功能。

发明内容

本发明的任务是提出一种电路，其能够以低开销实现过电压的避免或减小。

本发明通过根据权利要求1所述的电路以及通过根据权利要求9所述的方法来解决该任务。

根据本发明，该电路由两个或更多个并联电路结构构建并且在结构内设置多个半导体开关和电容器，其用于驱动整流器。此外，该电路设置有至少一个电阻器，其设置用于减低能量。所谓的制动电阻器在此与现有的半导体开关连接，而不存在附加的开关。制动电阻器连接在电路结构的节点同与此并联的电路结构的节点之间。根据本发明，整流器的运行和通过制动电阻器的电流可以借助存在的半导体开关来控制。

通过本发明因此在其中要求制动斩波器功能的整流器中完全省去了功率半导体开关，其仅仅被用于制动斩波器的功能。

与现有技术不同，根据本发明电路因此不需要附加的开关等等来控制通过制动电阻器的电流。代替这，通过制动电阻器的电流仅借助对于整流器的运行而存在的半导体开关来驱动。这是对根据本发明的电路的开销和成本的降低。

必要时，可以仅需要将各半导体开关的布线的方式及其激励匹配。

多点整流器拥有所谓的冗余开关状态，其特征在于，其在整流器的输出端子上产生相同的电势等级，单个半导体开关的状态在冗余的开关状态之间而不同。在半导体开关的连接点上的电势同样是不同的。

输出端子上的电势等级理解为通过半导体开关的开关状态所确定的输出电压的等级。例如，三级整流器的一相拥有三个电势等级，正、零和负。

在本发明的一个有利的改进方案中，利用多点整流器的冗余开关状态，使得借助其可以通过存在的半导体开关来控制制动电阻器中的能量的转换，而在此影响整流器的运行的控制，即其输出电压或其输出电流的调节。

如果两个并联结构的连接有制动电阻器的半导体开关仅用于控制整流器的运行，则在本发明的一个有利的扩展方案中与制动电阻器连接的两个端子点具有相同的电势。