[發(fā)明專利]多級變流器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380078011.5
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN105379095B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M.布申多爾夫;I.尤勒;M.皮謝爾;A.曾克納
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 熊雪梅

本發(fā)明涉及一種具有至少兩個串聯(lián)連接的子模塊(SM)的多級變流器(5)，其中，每個子模塊(SM)分別具有至少兩個開關(guān)(10，20，30，40，210，220，410，420)和電容器(C)以及兩個載流外部模塊端子(A1，A2)。根據(jù)本發(fā)明，至少一個子模塊(SM)具有至少一個位于外部的冷卻體(60，80，300，400)，其被用作載流外部模塊端子(A1，A2)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有至少兩個串聯(lián)連接的子模塊的多級變流器，其中，每個子模塊分別具有至少兩個開關(guān)和電容器以及兩個載流外部模塊端子。

背景技術(shù)

這種多級變流器例如在出版物“An Innovative Modular Multilevel ConverterTopology Suitable for Wide Power Range適于寬功率范圍的新穎模塊化多級變流器拓?fù)洹?A.Lesnicar和R.Marquardt,2003 IEEE Bologna Power Tech Conference,23.-26.，2003年6月，博洛尼亞，意大利)中已知。該已知的多級變流器是所謂的Marquardt變流器裝置，其包括至少兩個并聯(lián)連接的串聯(lián)電路。每個并聯(lián)連接的串聯(lián)電路分別包括至少兩個串聯(lián)連接的子模塊，這些子模塊分別包括至少兩個開關(guān)和電容器。通過合適地控制開關(guān)能夠針對性地調(diào)整多級變流器的輸出端上的電壓級別。

在模塊化的多級變流器中，單個子模塊目前被彼此電絕緣地布置。由于電絕緣性，在子模塊運行中出現(xiàn)的電場力會引起巨大的機械振動，其給子模塊以及與子模塊連接的組件造成巨大的機械負(fù)擔(dān)，并且會造成提前老化。為了掌控出現(xiàn)振動的問題，當(dāng)今在多級變流器中使用附加的機械減振裝置。然而，這造成巨大的額外重量，并且在某些情況下會損害絕緣強度。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種多級變流器，其相比目前更好地解決了所描述的振動問題。

根據(jù)本發(fā)明，所述技術(shù)問題通過具有權(quán)利要求1的特征的多級變流器解決。在從屬權(quán)利要求中提供了根據(jù)本發(fā)明的多級變流器的優(yōu)選實施方式。

以下根據(jù)本發(fā)明具有：至少一個子模塊具有至少一個位于外部的冷卻體，其用作載流外部模塊端子。

根據(jù)本發(fā)明的子模塊的主要優(yōu)點在于，用于冷卻子模塊部件的至少一個冷卻體同時也具有載流外部模塊端子的功能。這例如通過將相鄰子模塊的冷卻體互相鄰靠并且彼此連接來實現(xiàn)子模塊彼此接觸。通過冷卻體將子模塊鄰靠并且同時使用冷卻體作為外部載流模塊端子還實現(xiàn)了無振動或至少低振動地固定子模塊，從而在子模塊運行期間或在多級變流器運行期間降低了過大的機械振動的危險。

根據(jù)所述多級變流器的一種特別優(yōu)選的構(gòu)造，位于外部的冷卻體形成子模塊的外壁，并且在冷卻體的內(nèi)側(cè)安裝有相應(yīng)的子模塊的至少一個開關(guān)以用于冷卻，并且利用開關(guān)端子電連接到冷卻體。

認(rèn)為特別有利的是，至少兩個相鄰的子模塊分別具有至少一個冷卻體，其形成相應(yīng)的子模塊的載流外部子模塊端子之一，并且在其內(nèi)壁側(cè)安裝有相應(yīng)的子模塊的至少一個開關(guān)以用于冷卻，并且至少兩個相鄰的子模塊的冷卻體在外壁側(cè)彼此鄰靠，使得其冷卻體和通過冷卻體形成的載流外部模塊端子彼此電連接。

子模塊例如可以分別具有兩個冷卻體。在此情況下，認(rèn)為有利的是，至少兩個子模塊分別具有位于外部的第一冷卻體和位于外部的第二冷卻體，其中第一冷卻體用作相應(yīng)的子模塊的第一載流外部模塊端子，第二冷卻體用作第二載流外部模塊端子，并且至少兩個子模塊之一的第一載流外部模塊端子與至少兩個子模塊中另一子模塊的第二載流外部模塊端子電連接，具體是通過至少兩個子模塊之一的第一冷卻體與至少兩個子模塊中另一子模塊的第二冷卻體之間的機械接觸。