[发明专利]电压源子模块的电气组件中的改进或与电压源子模块的电气组件有关的改进

说明书

技术领域

本发明涉及可以形成高压直流（HVDC）功率变换器的一部分的电压源子模块的电气组件，并且，涉及包括这样的电气组件的电压源子模块。

背景技术

在功率传输网络中，典型地将交流（AC）功率变换成直流（DC）功率，以便经由架空线路和/或海底电缆而传输。该变换除去补偿输电线路或电缆所施加的AC电容负载效应的需要，并且，降低线路和/或电缆的每公里的成本，且因而，当需要在远距离上传输功率时，该变换变得成本有效。

HVDC功率变换器用于在AC功率与DC功率之间变换。半导体器件和能量存储器件是HVDC功率变换器的关键构件，因为，半导体器件和能量存储器件往往在单独的电压源子模块内一起工作，以选择性地提供单独的电压，这些电压能够组合而提供步进式(stepped)可变电压源，该电压源使功率变换器能够提供前面提到的功率传递功能性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供有电压源子模块的电气组件，该电气组件包含：

第一半导体器件模块，包括多个第一半导体器件；和

能量存储器件，包括多个能量存储部，这些能量存储部配置成通过以下操作而控制流过各第一半导体器件的电流部分的大小：通过将各能量存储部布置成与该能量存储部或每个其他能量存储部隔离，以将流过能量存储器件的电流划分成多个所述电流部分，且从而使各电流部分流过多个能量存储部中的相应的一个，并且，通过将各能量存储部与多个第一半导体器件中的相应的一个连接，由此，各第一半导体器件传导对应的所述电流部分。

在能量存储器件中包括多个隔离的能量存储部，且从而将流过能量存储器件的电流划分成多个电流部分，期望地控制各电流部分的相对大小。

同时，将各能量存储部与多个第一半导体器件中的相应的一个连接（由此，各第一半导体器件传导对应的电流部分）允许单独的隔离的能量存储部也影响流过各第一半导体器件的电流的相对大小。

影响，即控制流过各第一半导体器件的电流的大小的能力是有利的，因为，该能力能够用于例如通过帮助确保各第一半导体器件加载至其全容量，而改进电气组件的总体性能评定（rating）。

优选的电气组件另外包括具有多个第二半导体器件的第二半导体器件模块，并且，能量存储器件包括多个能量存储部，这些能量存储部配置成通过以下操作而选择性地控制流过第一半导体器件中的每个和第二半导体器件中的每个的电流部分的大小：通过将各能量存储部与第一半导体器件中的相应的一个和第二半导体器件中的相应的一个连接，由此，在第一模式中，各第一半导体器件传导对应的所述电流部分，并且，在第二模式中，各第二半导体器件传导对应的所述电流部分。

前述的布置扩展将电流大小控制成流过第二半导体器件模块中的多个第二半导体器件中的每个的电流的能力，且从而帮助另外确保各第二半导体器件类似地加载至其全容量，以便改进其他电气组件的总体性能评定。

优选地，能量存储器件包括具有相等的能量存储容量的多个能量存储部。

在能量存储器件中包括相等容量能量存储部促进在所述部之间共享的相等电流，且从而导致流过能量存储器件的电流被划分成大体上相等的大小的多个电流部分。

具体地，这样的布置和多个大体上相等的电流部分的提供通过帮助确保其中的各构件，且尤其是各半导体器件，如果未加载至相等的程度，则加载至类似的程度，从而进一步辅助改进电气组件的总体性能评定。

可选地，各半导体器件是具有集电极端子和发射极端子的开关元件，或包括该开关元件，并且，各能量存储部与对应的半导体器件的集电极端子连接。

将给定的能量存储部与对应的半导体器件的集电极端子电连接使半导体器件的发射极端子自由地通过单个统一的母线部件(member)而彼此互连。发射极端子的这样的互连允许发射极端子保持于大体上相同的电压电位，以便降低传导使单独的低电流控制连接熔断的高电流的发射极端子之间的控制连接的风险。

在本发明的优选的实施例中，各能量存储部通过离散的母线部分而与该半导体器件模块或各半导体器件模块中的多个半导体器件中的相应的一个连接。

通过离散的母线部分而将各能量存储部与该半导体器件模块或各半导体器件模块中的相应的半导体器件连接确保相应的连接彼此电隔离，以便隔离的单独的能量存储部分的关于对流过各能量存储部分的电流部分的相对大小的其作用的影响扩大至流过每个所述半导体器件的电流的相对大小。

优选地，离散的母线部分中的一个或更多个由物理分离，但电连接的母线子部分限定。