[发明专利]变流器系统

说明书

本发明涉及一种变流器系统，尤其是一种为电驱动装置提供直流电流及电压或者提供具有专用匹配频率的交流电流及电压或者对电网动态补偿的变流器系统，所述变流器系统具有至少一个变流器，该变流器具有可实施通断控制的大功率半导体器件。

在中功率(1兆瓦左右)以下的变流器中，控制和调节部分及功率部分可在一个单元中。宜以单信号连接方式实现所有的连接。其中设有空间分隔开的功率部分。

但在较大功率的变流器以及功率为兆瓦级的变流器中，将控制和调节部分与大功率部分隔开，部分出于技术上的考虑是相宜的或所期望的。这时就出现了特别是由控制和调节部分对空间分隔开的功率柜的控制问题。在这类应用时，迄今均将各个信号在电缆束等上进行传输。由于在电线中(电线的电感等)的渡越时间为毫微秒级，因此对功率阀开启的同步不会有任何问题。

但这种方式也伴随有各种问题。例如，由于单独敷设电缆非常昂贵，因而伴随电缆的大规模的敷设，想必增大非一体的控制系统的成本。此外，由于必须对每个连接都进行检验，因而在单独敷设电缆时对电缆连接的检验也很费时、费力、费用高昂。由于为电缆敷设必须付出高昂的代价，因而从经济上考虑，常常不考虑采用备份方式进行电缆敷设，由此又会造成，只要一个连接出现故障，就会使变流器失效。

已有的变流器的点对点的连接为铜导线连接，因而会产生自外界的或变流器本身的电的或电磁干扰散射等其它问题。为防止形成接地回路而必须采取的对单根导线所作的电位隔离又导致这种变流器系统的附加费用。

本发明的目的在于提供一种能避免上述问题的、具有功率为兆瓦级的变流器的变流器系统。

本发明的目的是通过一种具有至少一个变流器的变流器系统实现的，所述变流器具有可实施通断控制的大功率半导体器件，-其中通过调整各个大功率半导体器件的通或断时间点对流经大功率半导体器件的电流施加影响，-其中通过对变流器各大功率半导体器件的通或断时间点的适当控制对变流器输出端上所期望的总电压或所期望的总电流施加影响，-并且其中对至少一个变流器分配有至少一个与之空间分隔开的自动化设备，该设备通过至少一总线系统与大功率半导体器件逻辑连接，通过此自动化设备可对各大功率半导体器件所期望的通或断时间点进行调整。

其中将该自动化设备通过至少一个，尤其是串行的总线系统与变流器物理连接则尤为有益。采用这种方式可省去从自动化设备至大功率半导体器件的各点对点的连接。根据本发明所采取的解决方案，另外还可以以备份方式实现自动化设备和半导体器件间的连接，这是因为采用物理总线系统时可以合理的代价实现此点。

在一有益的设计中，根据ISO-Norm(国际标准化组织-标准)7496层1为光缆，因而可避免对自动化设备和变流器之间的连接的电磁干扰。

下面将对照附图并结合从属权利要求对本发明的进一步的优点和细节加以说明。附图中：

图1为一本发明的变流器系统，

图2为一本发明的变流器系统，该变流器系统用于控制一具有空间分隔开的并联的功率部分的电动机，

图3为一本发明的变流器系统，它具有一安装在一起的自动化设备和两个空间分隔开的功率部分，

图4为一本发明的变流器系统，该变流器系统用于控制一串联的电动机，

图5为一本发明的变流器系统，该变流器系统用于控制一变型串联的电动机。

图1示出一本发明的变流器系统，它具有三个变流器3、4和5，在它们的输出端9、10和11上加有一交流电压。在图1中示出的实施例设计中，变流器3、4和5振动子换流器。但它们也可以是变流器。在后者的情况时，在变流器3、4和5的输出端9、10和11上加有直流电压。由一电源网1对变流器3、4和5供电。为产生直流电压及直流电流或产生具有相应频率的交流电压及交流电流，变流器3、4和5具有可实施通和/或断控制的大功率半导体器件。由一自动化设备2对变流器3、4和5的大功率半导体器件进行控制和协调，该设备通过光缆12与变流器3、4和5的智能接口6、7和8连接。自动化设备2的控制指令通过智能接口6、7和8传递给相应的变流器3、4和5的大功率半导体器件。

智能接口6、7和8被同步。如果仅有一个变流器或变流器可以相互不受影响地切换时，则功率部分的同步不起作用。因此本发明的解决方案，主要涉及的是对一种快速串行总线系统的应用，而不是为实现控制和调节部分与功率部分的耦合而采用的多个单独连接，其中变流器的规格大多为例如2米×1米×2米。