[发明专利]用于变流器的电路组件、用于运行变流器的方法和具有这种电路组件的飞机

说明书

本发明说明了用于电供给多相的电动马达（2）的变流器（1）的电路组件。所述组件具有：‑多个直流电压供给的（+DC、‑DC）相位中间回路电路（13），和‑多个各与相位中间回路电路（13）电连接的逆变器电路（5），‑其中，对于每个相位相应地存在有相位中间回路电路（13）和逆变器电路（5），所述相位中间回路电路和逆变器电路共同形成换向单元（14）。同样说明了具有这种电路组件的飞机以及具有这种电路组件的运行方法。

技术领域

本发明涉及用于变流器（Umrichters）的电路组件，所述变流器用于电供给多相的电子马达。本发明还涉及具有这种电路组件的组件以及具有这种组件的飞机。此外，本发明涉及用于运行这种电路组件的方法。

背景技术

电流转换器（Stromrichter）被称为变流器，还被称为换流器，所述电流转换器从交流电压或直流电压中产生在频率和振幅方面改变了的交流电压。变流器经常构造为AC/DC-DC/AC变流器或DC/AC变流器，其中，从输入交流电压或输入直流电压中通过直流电压中间回路和节拍化的（getakteten）半导体来产生输出交流电压。

在图1中示出示例性的AC/DC-DC/AC变流器1的方框连接图，在其中，三相的输入电压U₁形成到用于驱动电动马达2的三相的输出电压U₂中。变流器1具有整流器电路3、中间回路4和逆变器电路5。整流器电路3、中间回路4和逆变器电路5通过控制回路单元6进行控制。在公开文献DE 10 2015 206 627 A1中公开这种变流器1。

图2示出具有壳体7或结构的框架的通常的DC/AC变流器1的方框连接图，在其中安置有结构部件。主要的结构的功率电子的结构部件包括功率半导体开关8、中间回路4和控制逻辑电路9。功率半导体开关8是低电感的并且由此在空间上很靠近地连结到中间回路4处。每变流器1存在有中间回路4，所述中间回路又能够由多个互连的电容器构成，以便满足所有电压和电流承载要求，单个电容器本身来说（für sich genommen）不能够满足所述电压和电流承载要求。

变流器1的单个构件通常处于不透气地划界周围环境的壳体7之内。在电驱动的飞机的情况下的应用要求变流器1的高的失效安全性。

发明内容

本发明的任务是，说明用于变流器和其运行的解决方案，所述解决方案在小的重量的情况下保证高的失效安全性。

根据本发明，所提出的任务藉由独立专利权利要求的电路组件、组件、飞机和方法解决。有利的改进方案在从属权利要求中进行说明。

本发明的核心在于将变流器末级分开到具有相位中间回路的相位选择性的换向单元中。可选地，能够借助于汇聚式中间回路将相位中间回路聚集在一起。分离的单个构件能够有利地构建为结构的单个元件并且与彼此互连。

根据本发明，中间回路被分解为多个与彼此分离的（并且由此电地关于单个的大的中间回路电容器的功能性解耦的）单个中间回路。电动马达的每个相位获得所述电动马达的“专用的”中间回路。汇聚式中间回路能够与单个相位中间回路并联，从而来自高电压电池地，如到目前为止那样存在有具有高电压联接部的仅仅“一个”中间回路。根据要求还能够放弃汇聚式中间回路。

当中间回路被分解为单个的相位中间回路时，电压纹波相对于共同的中间回路上升，HV电池经历所述中间回路（要求的内容是，将所述纹波限制到一定的值）。汇聚式中间回路减少所述纹波。也就是说，这是优化的问题。能够添加汇聚式中间回路，而获得“共同原因”，而所述组件但在同时减少了的故障率的情况下是重量优化的。或汇聚式中间回路被省略，然后相位中间回路必须较大地定尺寸（较重），但是其中，整个系统的可靠性变得最佳。

在H形桥的情况下，纹波相对于选择性的半桥式中间回路稍微减少。因此能够宁愿放弃汇聚式中间回路。而这始终是在重量与可靠性之间的权衡。