[其他]多电平转换器和具有多电平转换器的装置

说明书

本实用新型涉及一种多电平转换器和具有多电平转换器的装置，尤其涉及一种具有多个串联连接的子模块(10，40)的多电平转换器(5)，子模块分别具有至少一个电容器(13，43)，并且在放电阶段借助电容器向外输出电流，而在充电阶段获取电流，以便为电容器充电。根据本实用新型设置为，多电平转换器具有至少一个冗余模块(20，50)，其在多电平转换器的正常运行模式中不活动，并且在多电平转换器的替换运行模式中作为子模块工作，并且对冗余模块或者对具有冗余模块的冗余模块串联电路(21，51)并联连接开关装置(100，500)，该开关装置在正常运行模式中接通并且在替换运行模式中断开。

技术领域

本实用新型涉及一种具有多个串联连接的子模块的多电平转换器，这些子模块分别具有至少一个电容器，并且在放电阶段借助电容器向外输出电流，而在充电阶段获取电流，以便为电容器充电。

背景技术

这种多电平转换器例如从文献“An Innovative Modular Multilevel ConverterTopology Suitable for Wide Power Range”(A.Lesnicar and R.Marquardt,2003IEEEBologna Power Tech Conference,23.-26.Juni 2003,Bologna,Italien)中已知。这种先前已知的多电平转换器是所谓的马夸特转换器装置(Marquardt- Umrichteranordnung)，其包括至少两个并联连接的串联电路。并联连接的串联电路中的每一个分别包括至少两个串联连接的子模块，子模块分别包括至少两个开关和电容器。通过合适地控制开关，能够针对性地设置多电平转换器的输出处的电压水平。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种多电平转换器，其中，在子模块发生故障的情况下，至少能够在一定的另外的持续时间内继续安全运行。

根据本实用新型，该技术问题通过具有根据本实用新型的特征的多电平转换器来解决。在说明书中给出根据本实用新型的多电平转换器的有利的实施。

对此，根据本实用新型设置为，所述多电平转换器具有至少一个冗余模块，其在多电平转换器的正常运行模式中不活动，并且在多电平转换器的替换运行模式中作为子模块工作，并且对冗余模块或者对具有冗余模块的冗余模块串联电路并联连接开关装置，该开关装置在正常运行模式中接通并且在替换运行模式中断开。

根据本实用新型的多电平转换器的主要优点在于，在一个或(根据实施) 多个活动的子模块发生故障的情况下，多电平转换器可以继续运行或者至少可以安全地关闭多电平转换器，因为可以通过激活冗余模块来替换发生故障的子模块。也就是说，根据本实用新型，可以通过断开并联的开关装置可靠并且快速地激活冗余模块。通过断开开关装置，对处于并联的冗余模块施加电压，使得可以对冗余模块的电容器充电并且冗余模块可以运行。

用于替换运行模式的冗余模块和在正常运行模式中已经活动的子模块优选在构造上相同或者相同。

考虑到足够的冗余，如果多电平转换器的至少两个子模块是冗余模块，则视为是有利的。优选地，至少两个冗余模块电气串联连接并且形成所提及的冗余模块串联电路。

考虑到接通状态下的最小电气损耗，如果开关装置具有机械开关，则视为是有利的。机械开关在多电平转换器的正常运行模式中接通，并且在多电平转换器的替换运行模式中断开。

开关装置优选具有并联电路，其包括至少一个机械开关和与其并联连接的半导体开关。

半导体开关优选地在多电平转换器的正常运行模式中以及在多电平转换器的替换运行模式中断开。半导体开关优选地仅用于在机械开关的开关触点断开期间将机械开关短路，以避免出现电弧或者缩短电弧的出现。

优选地使用晶闸管作为半导体开关。