[发明专利]用于三相桥式电路的相分离过流保护的方法

说明书

本发明涉及一种用于在三相负载，尤其是电网上运行三相转换器的方法，其中该三相转换器包括直流链路、至少一个三相桥式电路(1)和至少一个用于控制桥式电路(1)的控制单元(4)；其中在该至少一个的桥式电路(1)中，为每一个相(L1、L2、L3)设置至少两个功率开关(sw1、sw2、sw3、sw1'、sw2'、sw3')，其以串联连接的方式并联到直流链路(VDC)，其中在该方法中，根据转换器三相的额定电压值(v1、v2、v3)，每个单独相(L1、L2、L3)的功率开关(sw1、sw2、sw3、sw1'、sw2'、sw3')通过控制单元(4)控制触发，使得通过功率开关(sw1、sw2、sw3、sw1'、sw2'、sw3')的开关过程在三相负载上产生三相交流电压。本发明的目的在于提供一种用于在三相负载、尤其在电网上运行三相转换器的方法，利用该方法，尽管三相桥式电路的IGBT功率开关的尺寸构建成本低廉，但依旧实现了非常好的动态调节行为，该目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。

技术领域

本发明涉及一种用于在三相负载，尤其是电网上运行三相转换器的方法，其中该三相转换器包括直流链路、至少一个三相桥式电路和至少一个用于控制桥式电路的控制单元，其中在该至少一个的桥式电路中，为每一个相设置至少两个功率开关，其与直流链路串联连接，其中在该方法中，根据转换器三相的额定电压值，每个单独相的功率开关通过控制单元控制触发，使得通过功率开关的开关过程在三相负载上产生三相交流电压。此外，本发明涉及一种用于在三相负载或电网上产生三相交流电压的设备，该设备具有至少一个三相转换器和一个直流链路，其中该转换器具有至少一个三相桥式电路和至少一个用于控制该桥式电路的控制单元，其中在该至少一个的桥式电路中，为每一个相设置至少两个功率开关，其与直流链路串联连接，其中该装置形成用于，根据为转换器的所有三个相设定的额定电压值，每个单独相的功率开关通过控制单元控制触发，使得通过功率开关的开关过程产生交流电压。

背景技术

三相转换器用于从直流电压产生特定的交流电压，该直流电压用于运行电气负载，例如马达，或用于将电能馈送到三相电网中。转换器中使用的桥式电路通常每相有两个功率开关，因此通常使用6个功率开关来产生具有三个相的交流电压。功率开关可以通过IGBT功率开关实现，其选择性地具有一个反并联的续流二极管。但是，这里也可以使用其他功率开关。相应从现有技术已知的桥式电路在图1中示出。

三相转换器的成本，尤其是在更高功率等级下，主要是由于必要的功率电子设备，即，例如，由所需的IGBT或IGBT模块确定。IGBT是特别快速的功率开关，并且对于用于转换器而言具有非常好的动态特性。功率开关的尺寸基于在不损坏IGBT的情况下可以切换的最大电流而确定，即IGBT设计用于相应的最大电流。如果要切换的电流持续或短暂地超过最大电流，则相应的功率开关或IGBT将被断开，以防止IGBT因过载而损坏或破坏。

但是，三相转换器的功率开关的选择不仅要考虑转换器的连续运行，还要考虑短期的功率峰值，其也必须通过三相转换器定期提供。在电网电压故障的情况下，在电网上运行的三相转换器中经常会出现非常高的电流，这可能导致各个IGBT过载。从现有技术已知，在这种情况下，一旦在电源开关的一个中出现过载情况，例如超IGBT的断开极限的过电流，就完全阻断转换器的桥式电路的IGBT。然后电流仅流过与IGBT反并联连接的续流二极管，其在当今常用的功率开关中可以短暂地引导比IGBT更高的电流。这是保护转换器桥式电路中的所有功率开关免受损坏的保护概念方案的一部分。

从欧洲专利申请EP 2 830 175A2已知一种转换器，其桥式电路在故障情况下完全关闭。与此相对，欧洲专利申请EP 1 152 520A2涉及根据输入直流电流控制三相转换器。

例如由US 2007/0086226 A1已知一种用于运行转换器的方法，其中如果在三个相的功率开关中检测到故障，则接入附加的功率开关。