[发明专利]功率转换器和用于运行功率转换器的方法

说明书

本发明涉及一种用于在直流电压(U)与交流电压电网(1)之间将功率转换器(7)作为逆变器运行的方法，其中，功率转换器(7)对于交流电压电网(1)的每个交流电压相具有至少一个与该交流电压相连接的半桥(B1，B2，B3)，半桥具有两个半导体开关(SP1，SP2，SP3，SN1，SN2，SN3)并且每个半导体开关(SP1，SP2，SP3，SN1，SN2，SN3)反并联连接于二极管(DP1，DP2，DP3，DN1，DN2，DN3)。在该方法中，在一个角度周期内为每个半导体开关(SP1，SP2，SP3，SN1，SN2，SN3)确定激活角度区间(A12，A13，A23，A21，A31，A32，A1，A2)，该激活角度区间的下区间边界通过从开关角度范围(W12，W13，W23，W21，W31，W32，W1，W2)的下范围边界减去预燃角度(α)形成，并且该激活角度区间的上区间边界通过从开关角度范围(W12，W13，W23，W21，W31，W32，W1，W2)的上范围边界减去预熄角度(β)形成。

技术领域

本发明涉及一种功率转换器和一种用于将功率转换器作为具有高电势和低电势的直流电压和交流电压电网之间的逆变器运行的方法。对于交流电压电网的每个交流电压相，功率转换器具有至少一个与交流电压相连接的半桥，所述半桥具有高电势侧的半导体开关和低电势侧的半导体开关，其中，每个半导体开关反并联连接于二极管。

背景技术

特别地，本发明涉及转换器的电网侧的这种功率转换器，转换器在正常运行中从交流电压电网中对电动马达供应能量。在所述运行方式中，电网侧的功率转换器作为整流器运行，整流器通过二级管对交流电压电网的交流电压进行整流，其中，半导体开关未被驱控。然后，转换器的负载侧的功率转换器为电动马达产生交流电压。

然而，这种转换器也能够以反馈运行来运行，以将由电动马达在发电机运行中产生的电能反馈到交流电压电网中。在这种运行方式中，转换器的负载侧的功率转换器作为整流器运行，以对由电动马达以发电机方式产生的交流电压进行整流，并且转换器的电网侧的功率转换器作为逆变器运行，以产生具有交流电压电网的电网频率的反馈到交流电压电网中的交流电流。在此，根据交流电压电网的交流电压相的相位来驱控电网侧的功率转换器的半导体开关。例如，在三相交流电压电网的情况下，分别在如下时间区间期间接通高电势侧的半导体开关，在该时间区间内与半导体开关连接的交流电压相具有比两个其他的交流电压相更高的电压或者位于比两个其他的交流电压相更高的电势。

然而，在电网侧的功率转换器的这种运行中，在较低的发电机负载的情况下的转换器的部分负荷运行中，在功率转换器中形成高的高无功功率。无功功率主要由于从中产生的附加的欧姆损失因而是不期望的，并且毕竟还降低转换器的部分负载效率。其原因最终是经由电网侧的功率转换器的反并联的二极管的电网电流的续流路径，经由该二极管能够形成不受阻碍的振荡。此外，由于半导体开关的硬关断，电流必须在短时间内首先换向到配属的续流二极管，并且然后换向到另一交流电压相的半导体开关上。这导致电网电流的高电流陡度，通过高电流陡度又会在交流电压电网中激发电网滤波器和共振。此外，由于此原因二极管无法设计为导通优化的电网二极管，而是必须设计为适合快速开关过程的开关二极管。与电网二极管相比，开关二极管又具有更高的传导损失和更低的浪涌电流能力的缺点。

发明内容

本发明所基于的目的是：在上述类型的功率转换器作为逆变器运行时，降低在功率转换器中产生的无功功率和电流陡度。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方法、具有权利要求12的特征的功率转换器、具有权利要求13的特征的计算机程序以及具有权利要求14的特征的功率转换器应用来实现。

本发明的有利的设计方案是从属权利要求的主题。

借助根据本发明的方法，功率转换器作为具有高电势和低电势的直流电压与交流电压电网之间的逆变器运行，其中，功率转换器对于交流电压电网的每个交流电压相具有至少一个与交流电压相连接的半桥，半桥具有高电势侧的半导体开关和低电势侧的半导体开关，并且每个半导体开关反并联连接于二极管。

在该方法中